O que podemos aprender com as plantas da última era glacial

O aquecimento global está a provocar uma rápida perda de espécies vegetais. De acordo com as estimativas, cerca de 600 espécies vegetais desapareceram desde 1750 – o dobro do número de espécies animais perdidas. Mas quais são as espécies mais afetadas? E como é que a alteração da biodiversidade afeta as interações entre as plantas?

Especialistas do Instituto Alfred Wegener debruçaram-se sobre estas questões e, em dois estudos recentes, apresentaram as respostas que encontraram enterradas no passado: utilizando fragmentos de material genético vegetal (ADN) depositado em sedimentos lacustres, conseguiram obter novos conhecimentos sobre a forma como a composição da flora se alterou há 15 000 a 11 000 anos, durante o aquecimento no final da última era glaciar, considerado o último grande evento de extinção em massa antes da atualidade. Esta comparação pode dar uma ideia do que nos espera no futuro. Os investigadores publicaram os seus resultados na revista Nature Communications.

“Toda a gente sabe que o mamute lanoso se extinguiu, mas praticamente ninguém menciona as plantas que se perderam no final da última era glaciar”, diz Ulrike Herzschuh do Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz para a Investigação Polar e Marinha (AWI). “Até há pouco tempo, não dispúnhamos de métodos adequados para investigar em pormenor a extinção de espécies vegetais”.

Em termos de restos de plantas fósseis, foi utilizado principalmente pólen, que não permite a identificação de espécies individuais e, por conseguinte, não oferece provas de quais as espécies que se extinguiram. “Utilizando métodos de ponta, analisámos o ADN antigo de núcleos de sedimentos retirados de lagos no Alasca e na Sibéria, o que nos permitiu reconstruir as mudanças na vegetação nestas regiões.”

Os núcleos contêm ADN fragmentado da biomassa vegetal depositada nos últimos 30 000 anos, que os especialistas enriqueceram, sequenciaram e compararam com bases de dados para identificação em laboratórios especializados em ADN antigo.

Temperatura pode alterar a forma como as plantas interagem

“Conseguimos agora determinar em pormenor quando e onde as espécies apareceram e desapareceram no Alasca e na Sibéria”, diz Ulrike Herzschuh. “A nossa investigação mostra que a composição das espécies vegetais mudou substancialmente no final da última era glaciar e que isso foi acompanhado por mudanças fundamentais nas condições ecológicas”.

Os investigadores identificaram uma ligação entre a temperatura e as interações planta-planta: em períodos de clima frio, as espécies vegetais apoiam-se mutuamente, enquanto competem sobretudo em períodos quentes.

“No ADN dos sedimentos do lago, encontrámos, por exemplo, muitas plantas almofada, que muito provavelmente apoiaram a expansão de outras espécies, formando habitats abrigados”, diz Ulrike Herzschuh. Isto tem efeitos tanto na biodiversidade como no tamanho da gama de riqueza.

Num clima mais quente, dominam as espécies vegetais lenhosas: “Atualmente, verificamos que a diversidade vegetal diminui devido à migração de árvores e arbustos para as regiões de tundra, ao passo que, durante os períodos frios, prevalecia uma maior diversidade vegetal.

O que é que isso nos diz sobre as alterações da vegetação nas altas latitudes, onde as plantas de coxim desempenham ainda hoje um papel fundamental? No Ártico atual, esta qualidade de apoio pode mesmo ameaçar a sua própria sobrevivência. “Uma vez que o aquecimento do Ártico já avançou bastante, as plantas lenhosas podem sobreviver mesmo nas altas latitudes. As plantas almofadadas poderiam facilitar a sua propagação, acelerando assim a sua própria extinção”.

Que espécies de plantas estão particularmente em risco?

O fim da última era glaciar provocou também o desaparecimento total de alguns tipos de vegetação, como os especialistas puderam confirmar com os seus novos métodos. Por exemplo, a estepe dos mamutes: durante a última era glaciar, este tipo de vegetação espalhou-se pelo hemisfério norte, tendo desaparecido durante a transição para a era atual.

Neste contexto, a identificação das espécies vegetais extintas foi particularmente difícil. “Para identificar as espécies que já não existiam, tivemos de usar um truque”, explica Ulrike Herzschuh. Normalmente, as espécies são identificadas com base em fragmentos de ADN, que são comparados com as entradas em bases de dados genéticas.

Mas estas bases de dados incluem informações sobre as plantas atuais, não sobre as espécies extintas. “Examinámos todos os fragmentos de ADN dos nossos núcleos e depois utilizámos modelos estatísticos para filtrar, passo a passo, aqueles que apresentavam semelhanças inequívocas com as plantas modernas”.

Isto também permitiu aos especialistas determinar quais as espécies que poderiam estar em maior risco de extinção num mundo em aquecimento: as gramíneas e os arbustos correm maior risco de desaparecer do que as espécies de plantas lenhosas, que se podem espalhar mais quando as temperaturas aumentam.

Além disso, as espécies de regiões com elevada biodiversidade estão mais frequentemente em risco do que as espécies menos “especiais”. Uma descoberta surpreendente: a taxa de extinção foi mais elevada no início da atual fase quente – frequentemente com um atraso de vários milhares de anos após as alterações ambientais reais. “Isto significa que o impacto total das atividades humanas atuais poderá não ser visível até um futuro distante.”

Relevância para o Ártico atual

Os resultados dos dois estudos oferecem conhecimentos fundamentais sobre a forma como as alterações ambientais relacionadas com o aquecimento afetam a biodiversidade e quais os mecanismos centrais neste contexto.

Assim, pela primeira vez, os peritos conseguiram determinar as taxas de extinção das plantas, que podem agora ser utilizadas como dados de referência para avaliar melhor as alterações em curso nos ecossistemas do Ártico. “Os nossos estudos mostram como é importante compreender a biodiversidade e as interações ecológicas, também a longo prazo, para melhor prever os impactos das alterações climáticas”, resume Ulrike Herzschuh. “Utilizando a informação contida no ADN antigo dos sedimentos, podemos obter os conhecimentos fundamentais necessários para o fazer.”