CARDO

TAXONOMIA E DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA

De acordo com Wiklund (1992), o género Cynara L. é constituído por oito espécies: C. cardunculus L., C. syriaca Boiss., C. auranitica Post, C. cornigera Lindley, C. algarbiensis Cosson, C. baetica (Spreng.) Pau, C. cyrenaica Maire et Weiller, e C. humilis L.. A espécie C. tournefortii Boiss. et Reuter foi posicionada num novo género tendo sido reincluída em Cynara por Robba et al., (2005). A Cynara cardunculus L. encontra-se presente em praticamente toda a orla mediterrânica, está reportado que contenha duas subespécies selvagens, designadamente subsp. cardunculus e subsp. flavescens Wiklund, que diferem nas características das brácteas e distribuição geográfica: a primeira está distribuída mais pela zona Oeste do mediterrâneo, por Chipre, Grécia, Itália Central e Sul, Sicília e Sardenha, enquanto que a segunda é mais difusa existindo na península ibérica e região Macaronésia, ocorrendo as duas subespécies na Sicília (Wiklund, 1992). Classificações anteriores consideraram a alcachofra como uma espécie separada: C. scolymus L.. Contudo, Wiklund (1992) incluiu a alcahofra, o cardo cultivado e o cardo selvagem, numa única espécie: C. cardunculus L.. Outros autores Basnizki e Zohary (1994), Rottenberg e Zohary (1996) e Rottenberg et al. (1996) chegaram à mesma conclusão com base nos resultados de programa de cruzamentos e análises isoenzimáticas. Deste modo, as espécies de C. cardunculus foram divididas em três variedades: a selvagem var. sylvestris Lam., e duas cultivadas, var. scolymus (L.) Fiori, a alcachofra, propagada vegetativamente, e var. altilis DC., o cardo cultivado, geralmente propagadas por sementes. Foury (1989) reconhece a existência de três tipos de cardo baseado na morfologia do capítulo: Siciliana, Tunisina e Catalã, sendo que este último tipo possui alguns espinhos.

Em Portugal, Cynara cardunculus L. apresenta uma distribuição limitada, encontrando-se cada vez mais restringida a certas zonas onde lhe é dedicado algum cuidado, sendo por vezes mesmo cultivado. Esta espécie é normalmente de porte grande, geralmente mais de 1 m, folhas peninérveas em que os recortes ultrapassam metade da distância entre a margem e a nervura central, com espinhos mais ou menos abundantes, invólucro do capítulo globoso ou elíptico com espinhos mais ou menos desenvolvidos e corola lilacínea.

O cardo selvagem, com o seu ciclo de vida Outono-Verão e um sistema radicular profundo, que é capaz de extrair água e nutrientes de zonas profundas do solo, revela uma boa adaptação a ambientes caracterizados por elevados stresses abióticos, constituindo um potencial para a sua extensão para locais com condições climáticas e edáficas pouco favoráveis, comuns a muitas áreas da bacia mediterrânica (Portis et al., 2005). O cardo selvagem é uma espécie alogâmica, propagada por sementes (aquénios). A maioria das sementes cai junto à planta progenitora e acaba por germinar após as primeiras chuvas outonais, contudo a germinação pode ocorrer ao longo do ano sob condições favoráveis. O período de crescimento decorre de Setembro (emergência) a Julho (maturidade dos aquénios) e as flores são normalmente produzidas por plantas com mais de dois anos de idade.

Cada planta produz inflorescências pequenas, médias e grandes, sendo as maiores aquelas que são formadas nos ápices dos rebentos ao longo do caule central. As inflorescências mais pequenas desenvolvem-se nos ramos laterais. Grupos varietais distintos, bem adaptados a condições edafo-climáticas são geralmente identificados com base no tempo de floração (precoce a tardia), dimensão e forma da inflorescência e presença ou ausência de espinhos no topo das brácteas. Recentemente, uma vasta colecção representativa da diversidade da espécie, constituída por 89 tipos de variedades foi caracterizada através de perfis moleculares de AFLPs (Lanteri et al., 2004), tendo sido identificadas geneticamente dois grupos principais. Um grupo identificado como A de tipo não espinhoso com capítulos alongadas, esférico ou sub-esféricos e um grupo B e tipo espinhoso e não espinhoso com capítulos médios e pequenos.

A superfície estigmática está recetiva ao pólen 2-3 dias após a libertação do pólen, e deste modo a fertilização das flores periféricas pode ser efetuada pelo pólen das mais interiores, uma vez que o processo de floração na inflorescência progride da periferia para o centro. Alguma autopolinização é também possível através da transferência de pólen entre diferentes inflorescências na mesma planta, uma vez que cada planta pode apresentar quatro a seis capítulos em floração simultânea (Lanteri et al., 2006).

A domesticação destas culturas não está completamente esclarecida, designadamente saber quando e onde ocorreu, ainda não está definido Presumivelmente, as alcachofras e os cardos cultivados evoluíram cada um por si, resultado de uma pressão de seleção humana, com o objetivo de diferentes critérios de seleção agrícolas: os cardos cultivados foram selecionados para a produção de biomassa e a alcachofra para a produção de capítulos (Basnizki e Zohary, 1994). Deste modo, as duas formas cultivadas conhecidas parecem ter sido o resultado de uma seleção direcional concorrente para características distintas e não uma selecção disruptiva (Sonnante et al., 2004).

O Institute of Plant Genetics, CNR, na Itália, tem colhido amostras de cardo selvagem da região mediterrânica e reportado a variação de características dos capítulos e da morfologia das plantas (Pignone & Sonnante, 2004). Diferenças entre amostras de indivíduos selvagens provenientes de Espanha comparadas com material proveniente da Itália e da Grécia tem sido observados em relação à dimensão das folhas, à presença e características dos espinhos, forma e dimensão dos capítulos, número e dimensão dos espinhos (Raccuia et al., 2004). Estudos de populações selvagens de cardo coletadas em áreas distintas na Sicília mostraram variabilidade para a resistência ao stresse por salinidade e à água durante a germinação de sementes (Raccuia et al., 2004).


BIOQUÍMICA

As cardosinas são Proteases Aspárticas (PAs) que se localizam nas flores de Cynara cardunculus L. em níveis extraordinariamente elevados, representando cerca de 60% das proteínas totais nos estigmas maduros. Estas proteínas estão bioquimicamente bem caracterizadas e as suas localizações em tecidos específicos dos pistilos foi previamente descrita (Veríssimo et al. 1996; Ramalho-Santos et al. 1997; Faro et al. 1999; Vieira et al. 2001).

As proteases aspárticas (PAs) nas plantas têm sido extraídas e caracterizadas em sementes, folhas e flores de uma grande diversidade de espécies, estando envolvidas em processos altamente regulados. Têm sido implicadas no processamento de proteínas e/ou degradação em distintos órgãos de plantas, bem como na senescência, resposta ao stresse, morte celular programada e reprodução (Simões & Faro, 2004). Os pistilos de Cynara cardunculus expressam diversos tipos de proteases aspárticas (White et al. 1999; Pimentel et al. 2007). Várias proteínas têm sido purificadas e extensamente caracterizadas: cardosinas A e B (Ramalho-Santos et al. 1996, 1997, 1998a, b; Veríssimo et al. 1996; Faro et al. 1998; Vieira et al. 2001) e ciprosinas 1, 2 e 3 (Heimgartner et al. 1990; Cordeiro et al. 1994). Foram isoladas mais duas cardosinas, a cardosina C e cardosina D, que compartilham uma elevada semelhança na sequência com a cardosina A (Pimentel et al. 2007). Muito recentemente com a purificação de mais quatro cardosinas (E-H) o cardo tornou-se um dos organismos com número mais elevado de PAs isoladas e caracterizadas (Sarmento et al., 2009). A cardosina A é a mais abundante e acumula-se principalmente em vacúolos de armazenamento proteico na papila estigmática e em vacúolos das células epidérmicas do estilete sugerindo um possível papel na interação pólen-estilete (Ramalho-Santos et al. 1997, Duarte et al. 2006). A cardosina B é uma enzima extracelular que está localizada na parede celular e matriz extracelular do estigma e estilete (tecido de transmissão) durante o desenvolvimento floral (Vieira et al. 2001, Duarte et al. 2006) tendo sido sugerido uma função na remodelação e degradação da matriz extracelular do pistilo durante o crescimento do tubo polínico. Em sacos embrionários completamente maduros a localização da cardosina B está altamente correlacionada com a morte celular programada do nucelo de C. cardunculus, sugerindo o envolvimento no desenvolvimento do óvulo e saco embrionário (Figueiredo et al. 2006). Esta multiplicidade de PAs em pistilos é uma característica pouco usual, pois a maioria das PAs nas plantas têm sido isoladas maioritariamente de sementes e folhas, onde ocorrem em concentrações reduzidas (Mutlu & Gal 1999).


GENÉTICA E BIODIVERSIDADE

A organização do genoma do cardo, ao contrário de outras espécies pertencentes à família Asteraceae (= Compositae) como girassol e chicória, permanece por explorar (Portis et al., 2009). Conhece-se pouco acerca da extensão do padrão de variação genética em populações naturais de cardo selvagem, particularmente com respeito à variação dos perfis bioquímicos dos extratos das flores (Portis et al., 2005).

Estudos moleculares (Sonnante et al., 2002; Lanteri et al., 2004a; Lanteri et al., 2004b; Acquadro et al., 2005), citogenéticos e isoenzimáticos (Rottenberg et al., 1996) indicam que a espécie (C. cardunculus L. var. sylvestris (Lamk) Fiori) seja o ancestral das formas cultivadas, alcachofra (C. cardunculus var. scolymus L.) e cardo [C. cardunculus var. altilis (DC)]. Estudo recentes sugerem a existência de um elevado nível de diferenciação no pool genético do cardo selvagem provenientes das regiões Oeste e Este do Mediterrâneo revelando que, as amostras provenientes do mediterrâneo Ocidental sejam mais próximas do cardo cultivado em oposição às da região Este mais próximo do cardo selvagem (Wiklund 1992; Sonnante et al. 2007a, b). Os taxa, alcachofra (C. cardunculus var. scolymus), cardo cultivado (var. altilis) e o cardo selvagem (var. sylvestris) são sexualmente compatíveis produzindo híbridos F1 inter-taxon férteis, representando no seu conjunto a base genética para o melhoramento do C. cardunculus. Outras espécies selvagens do género Cynara, em particular a C. algarbiensis e C. syriaca, revelam uma capacidade limitada para produzirem sementes e híbridos viáveis quando cruzados para o cultigene, enquanto outras espécies selvagens relacionadas mostram um completo isolamento genético (Rottenberg e Zohary, 1996).

Para avaliar a diversidade genética, as técnicas moleculares de amplified fragment length polymorphism (AFLP) (Vos et al., 1995) e microsatélites (simple sequence repeats, SSR) (Morgante e Olivieri, 1993), têm sido utilizados com sucesso em Cynara cardunculus (Acquadro et al., 2003; 2005a, 2005b). Em função da sua hereditariedade codominante, os SSRs detetam múltiplos alelos num dado locus, enquanto que, os AFLP, por serem dominantes detetam múltiplos loci distribuídos pelo genoma. Os estudos comparativos, com base num número significativo de espécies, têm revelado na generalidade uma boa congruência entre parâmetros genéticos revelados por estes dois sistemas de marcadores moleculares (Coart et al., 2003; Powell et al., 1996 Pejic et al., 1998 Maguire et al., 2002). O desenvolvimento de mapas genéticos constitui uma ferramenta fundamental para analisar a hereditariedade de características agronómicas. Muitas destas características estão sob controlo poligénico ou oligogénico. O estabelecimento de relação de linkage entre loci de marcadores moleculares representa o passo inicial na identificação e avaliação de que partes dos cromossomas transportam genes de interesse relevante para aplicações de melhoramento assistido por marcadores. Pelo cruzamento entre dois taxa distintos, tem sido possível criar populações segregantes para um número significativo de características agronómicas (dimensão, forma, peso e forma do capítulo e produção de biomassa), bem como o conteúdo de produtos de metabolismo secundário de interesse nutracêutico e farmacêutico (Comino et al. 2007; Lanteri e Portis 2008). Um nível marcante de depressão por endogamia inibe a utilização de retrocruzamento, F2 ou populações recombinantes endogâmicas para propósitos de mapeamento. Como a indução de haplóides, via andro ou ginogenesis ainda não foi obtida (Chalet et al., 2005; Motzo e Deidda, 1983) não existe presentemente uma forma disponível de serem geradas populações dupla-haplóides. Deste modo, o mapeamento de alcachofra tem-se baseado no duplo pseudo-testecross, na qual descendentes segregantes F1 é derivado de um cruzamento entre indivíduos heterozigóticos. A presença/ausência de espinhos segregam-se num rácio 1:1, confirmando que esta característica é controlada por apenas um único gene com dois alelos alternativos: dominante não espinhosos (Sp) e tipo selvagem espinhoso (sp) (Porchard et al.1969; Basnizki & Zohary, 1994).

Entre outras espécies selvagens, a C. syriaca era inicialmente considerada como um possível dador de genes para a alcachofra (Zohary e Basnizki, 1975); contudo, outras evidências (Rottenber e Zohary, 1996; Rottenberg et al., 1996), incluindo uma análise recente baseada em AFLP e outros marcadores de ADN (Sonnante et al., 2004, 2007) não suportam esta hipótese. Para clarificar a ancestralidade e domesticação das culturas de Cynara, estudos recentes usaram rADN spacer sequences, que são geralmente considerados como bons marcadores de evolução (Small et al., 2004). Um primeiro estudo foi realizado por Robba et al., (2005) usando o internal transcribed spacer sequences das regiões cromossómicas para analisar as relações filéticas entre as espécies de Cynara. Os resultados mostraram uma estreita relação com a filogenia proposta por Wiklund (1992). Os dados de rADN spacers e a análise de Simple Sequence Repeats (SSR) parecem revelar que o cardo cultivado é geneticamente mais próximo do germoplasma selvagem de Espanha, mais do que o gemoplasma selvagem da Itália e Grécia, suportando o ponto de vista de que o cardo cultivado foi domesticado no Oeste do mediterrâneo (Sonnante et al., 2006ª, 2007).


APLICAÇÕES

Em Portugal pelo menos seis tipos de queijo de Denominação de Origem Protegida (DOP) são elaborados com flores de C. cardunculus L. a partir de leite de ovelha (queijos de Azeitão, Beira Baixa, Évora, Nisa, Serpa, Serra da Estrela).

As flores do cardo, de cor violácea-azulada, cortadas dos respetivos capítulos de Maio a Julho, constituem a parte da planta utilizada para obtenção do extrato coagulante. As flores são colocadas a secar em local seco e de preferência escuro, armazenando-as e mantidas em local seco, para serem utilizadas como coagulante a partir do outono seguinte (Adelmo e Teixeira, 1999).

Foi observado que a especificidade e as propriedades cinéticas das enzimas isoladas de flores secas são distintas daquelas isoladas de frescas, sugerindo que a actividade catalítica destas enzimas é modificada durante os processos de secagem. O pH ótimo de 5,0 reflete aliás a sua localização sub-celular (Veríssimo et al. 1996).

Os extractos obtidos a partir de flores de cardo têm revelado uma elevada heterogeneidade e exibem uma marcada sazonalidade, limitando a sua utilização ao longo do ano (Sales-Gomes & Lima, 2005). A qualidade padronizada dos produtos regionais oriundos da utilização de cardo depende da qualidade dos seus extratos. A manutenção das características do queijo é uma tarefa difícil para os queijeiros porque as suas flores são colhidas a partir de origens distintas. Por não existirem condições padrão para o corte e secagem das flores do cardo, a atividade coagulante é extremamente variável, dependendo da variedade, do estádio de maturação, da parte da flor utilizada, do tempo de secagem e do teor de humidade final. Durante o processo de armazenamento algumas flores podem sofrer infeções, designadamente fúngicas. Esta situação pode conduzir a alterações nas características do queijo devido à presença de enzimas bacterianas e fúngicas, que podem produzir amargor ou azedia, conferindo-lhes características organoléticas distintas (Adelmo e Teixeira, 1999).

A extração de compostos farmacológicos ativos a partir do cardo constituem igualmente um potencial de aplicação desta cultura, estando neste grupo três compostos que registam um acréscimo significativo; inulina, cinarina e silimarina. Estes dois últimos são compostos amargos, que se encontram nas folhas e podem estimular a secreção dos sucos digestivos, especialmente a bílis, que reduz os níveis de colesterol no sangue. A inulina que se encontra na raíz, é um oligossacárido conhecido que revela um efeito positivo na flora intestinal do homem, traduzindo-se num incremento da saúde (Raccuia & Melilli, 2004).

A produção de biomassa agrícola e a sua exploração para propósitos energéticos podem igualmente contribuir para a valorização desta cultura, designadamente na redução, da dependência na importação de produtos energéticos, da poluição provocada pelo usos de combustíveis fósseis e do abandono das terras pelos agricultores. Para além dos óbvios benefícios ambientais no uso da energia produzida pelo cardo, o cultivo desta cultura tem um efeito direto positivo no ambiente. Trata-se de uma cultura perene bem adaptada às condições edafo-climáticas da região, que compete bem com as infestantes e que requer quantidades mínimas de azoto e outros nutrientes, podendo, o cultivo do cardo, constituir-se como uma boa opção para a produção de bio-fuel em consonância com o interesse sob o ponto de vista ecológico na preservação da erosão dos solos (Grammelis et al., 2008).

A cultura do cardo pode traduzir-se em significativos benefícios em termos ambientais: Controlo da poluição por nitratos; Redução de aplicação de agro-químicos; Gestão da água; Controlo da erosão do solo e desertificação; Melhoria das características do solo (Grammelis et al., 2008). Em relação à poluição por nitratos, o cardo necessita menos azoto que a maioria das outras culturas. A moderada fertilização do cardo ajuda a controlar a poluição de nitratos das águas de superfície e dos lençóis de água de profundidade em áreas extensivas onde culturas anuais (algodão, milho e trigo, etc) são intensamente cultivadas. A redução de agro-químicos, o cardo pode ser cultivado sem aplicação de agro-químicos, reduzindo os custos de produção e os riscos ambientais pelo uso dessas substâncias; Irrigação: o cardo pode ter vantagem com as chuvas de inverno e primavera produzindo quantidades significativas de biomassa sem recurso à irrigação; Erosão do solo e a desertificação do solo: o cardo inicia um forte crescimento após as primeiras chuvas de Outono e o crescimento da roseta protege o solo da erosão que constitui um dos maiores perigos ambientais nas áreas da zona semi-árida Mediterrânica; Melhoria das condições das características do solo: Após o estabelecimento da cultura do cardo, o único trabalho de campo a realizar é a colheita. Deste modo, o campo de cultivo do cardo não sofre compactação do solo. As primeiras folhas que formam a roseta acabam por cair enriquecendo de húmus a superfície do solo com melhoria das características físicas do solo (estrutura do solo, permeabilidade e capacidade de infiltração, aumento na capacidade de retenção da água, etc.) e características químicas (aumento do conteúdo de matéria orgânica, capacidade de troca catiónica, disponibilidade de azoto, fósforo, etc.) (Grammelis et al., 2008).

Para além destas aplicações a possível inclusão como complemento forrageiro para os animais usados na produção de leite para o fabrico de queijo DOP “Serra da Estrela”, poderá constituir uma boa opção na lógica de fazer retornar recursos para o ciclo da produção de Queijo, especialmente numa altura em que não abundam as forragens.