As plantas não crescem enquanto fotossintetizam, de acordo com um novo estudo publicado. A ciência avança. Os investigadores descobriram que os carvalhos continuam a absorver dióxido de carbono muito depois de terminar o seu crescimento anual, sugerindo que as florestas podem actualmente armazenar menos carbono na madeira do que muitos modelos climáticos prevêem.
A descoberta desafia a suposição de longa data de que taxas mais elevadas de fotossíntese levam naturalmente ao crescimento das plantas. Se as árvores continuarem a absorver carbono sem transformar a maior parte dele em madeira nova, menos carbono poderá ser retido a longo prazo.
Após a interrupção do crescimento, as árvores continuam a capturar carbono
As florestas desempenham um papel importante na desaceleração das mudanças climáticas porque as árvores absorvem dióxido de carbono (CO2) da atmosfera e armazenam grande parte dela em seus troncos, galhos e raízes. Os cientistas geralmente esperam que o aumento do CO atmosférico2 As camadas melhorarão a fotossíntese, levando a um crescimento mais rápido e a um maior armazenamento de carbono a longo prazo.
Novas descobertas sugerem que a relação é mais complexa. Embora as árvores possam absorver o excesso de carbono, a maior parte dele não se transforma em madeira nova. Em vez disso, esse carbono pode ser usado para construir folhas, alimentar processos metabólicos de curta duração ou servir outras funções, reduzindo a quantidade de carbono armazenada nas florestas em comparação com o esperado anteriormente.
Os resultados podem ter implicações importantes para a previsão do clima.
“Neste momento, a maioria dos modelos assume que se há fotossíntese, há crescimento. Descobrimos que não é esse o caso”, disse o autor principal Mukund Palat Rao, ecoclimatologista do Observatório Terrestre Lemont-Doherty, que faz parte da Escola Climática de Columbia. “Só porque há mais fotossíntese não significa necessariamente que mais árvores crescerão no futuro”.
Por que a fotossíntese e o crescimento são diferentes?
Durante a fotossíntese, as plantas usam a luz solar para converter CO2 e água em açúcares enquanto libera oxigênio para a atmosfera. O carbono capturado permanece dentro da árvore, mas nem todo é usado para fazer madeira.
Parte desse carbono acaba no tecido lenhoso dos troncos, galhos e raízes, onde pode ser armazenado por décadas, séculos ou até milênios. O restante apoia a produção de folhas e frutos, é armazenado temporariamente como amido ou é convertido em compostos libertados no solo para alimentar as comunidades microbianas, melhorar a absorção de nutrientes e ajudar a proteger as plantas contra doenças.
Como a madeira armazena carbono durante muito tempo, compreender quanto do carbono capturado através da fotossíntese acaba na biomassa lenhosa é importante para estimar como as florestas ajudam a abrandar as alterações climáticas.
“Compreender como a fotossíntese e o crescimento estão ligados é muito importante do ponto de vista de compreender como as florestas armazenarão carbono em escalas de tempo longas”, disse Rao.
Rastreando árvores nos Estados Unidos
Os cientistas já suspeitavam que a absorção de carbono e o crescimento das plantas nem sempre estavam sincronizados, mas houve muito poucas observações detalhadas para compreender completamente o porquê.
Para investigar, Rao e seus colegas combinaram diversas fontes de dados. Eles analisaram imagens de satélite capazes de detectar a fotossíntese em 137 locais de floresta de carvalhos no leste dos Estados Unidos e na Califórnia. Eles também usam instrumentos que medem CO2 Níveis de copa das árvores por hora e sensores conectados aos troncos das árvores que rastreiam pequenas mudanças no formato do tronco ao longo do dia. (As árvores tendem a expandir-se à noite à medida que as raízes absorvem água, e depois encolhem ligeiramente durante o dia à medida que transmitem água, aumentando a trajetória de crescimento a longo prazo.) A equipa também incluiu registos de anéis de árvores e dados de temperatura que remontam à década de 1950.
Juntos, esses conjuntos de dados fornecem medições diárias da fotossíntese, absorção de carbono e crescimento das plantas.
As plantas param de crescer meses antes do final da fotossíntese
Os pesquisadores encontraram uma separação clara entre crescimento e fotossíntese.
Nos locais do leste dos EUA, os carvalhos normalmente crescem de maio a julho, mas continuam a fotossíntese até outubro. Cerca de 36% da sua assimilação anual de carbono ocorreu depois de o crescimento já ter parado no final do Verão.
Os carvalhos da Califórnia mostram uma programação sazonal diferente, mas o mesmo padrão geral. O crescimento geralmente ocorre entre dezembro e abril, depois desacelera em meados do verão e termina em agosto, embora a fotossíntese continue. Cerca de 26% do aumento na absorção anual de carbono pelas árvores ocorreu após o encerramento.
Segundo Rao, a explicação é simples. O crescimento das plantas depende da pressão interna da água, e essa pressão cai rapidamente em condições quentes e secas.
“No momento em que temos condições secas e quentes, a atividade de crescimento pára imediatamente, enquanto a fotossíntese parece continuar a uma taxa um tanto reduzida”, diz Rao.
O que é excesso de carbono?
Parte do carbono capturado após o término do crescimento é armazenado para ajudar a alimentar o crescimento quando a próxima estação de cultivo começar. O resíduo é usado para formar novas raízes e folhas ou é oxidado para manter as células vivas viáveis durante o inverno.
Os investigadores ainda não sabem exactamente quanto carbono eventualmente se transforma em biomassa lenhosa a longo prazo versus quanto retorna à atmosfera a curto prazo. No entanto, as descobertas sugerem que as florestas estão a crescer e a armazenar substancialmente mais carbono num ambiente mais quente, CO.2 O mundo rico pode precisar de repensar.
A equipa também descobriu que a ligação entre a fotossíntese e o crescimento torna-se desligada nos anos em que o clima local alterna entre condições invulgarmente húmidas e invulgarmente secas. Dado que se espera que as alterações climáticas aumentem essa variabilidade em muitas regiões, o padrão poderá tornar-se mais comum no futuro.
Rao e os seus colegas estão agora a investigar se padrões semelhantes ocorrem noutras espécies de árvores, ecossistemas florestais e climas. Ele espera que o grau de dissociação entre fotossíntese e crescimento varie entre diferentes florestas, mas diz que muitas questões permanecem sem resposta.
“Ainda não tenho uma resposta”, diz ele. “Ainda há muitas perguntas a serem respondidas.”
