Porque é que as plantas com “fugas” podem acelerar as alterações climáticas

As plantas desempenham um papel fundamental na regulação do clima da Terra, mas uma investigação recente sugere que o aumento das temperaturas pode perturbar este equilíbrio, porque as plantas estão a perder mais água do que se pensava.

O professor assistente da UBC, Sean Michaletz, recentemente nomeado Sloan Research Fellow no departamento de botânica, estuda a forma como as plantas reagem ao calor. As suas descobertas desafiam um pressuposto de longa data sobre a perda de água das plantas e podem alterar a forma como os modelos climáticos preveem o aquecimento futuro.

Toda a nossa biosfera depende das plantas. Durante a fotossíntese, as plantas absorvem dióxido de carbono através de minúsculos poros nas suas folhas e, utilizando a luz, “exalam” vapor de água e oxigénio numa troca. Uma vez que o dióxido de carbono é o principal responsável pelo aquecimento global, “compreender como a temperatura afeta este processo é crucial para prever as alterações climáticas”, explica.

Anteriormente, pensava-se que as plantas perdiam a maior parte da sua água através dos poros, que se fecham em condições de calor extremo para conservar a água. “Mas a nossa investigação descobriu que, com o aumento da temperatura, as plantas perdem mais água através da cutícula – a camada cerosa das folhas, que não se pode fechar – do que através dos poros. Quanto mais fina for a cutícula, maior é a perda de água”, acrescenta o professor.

Isto significa que, em condições de calor extremo, as plantas “continuam a perder água mas não conseguem absorver dióxido de carbono, limitando a fotossíntese e reduzindo o seu papel como sumidouro de carbono. Em temperaturas extremas, podem mesmo tornar-se fontes de carbono, acelerando as alterações climáticas”, aponta.

“O meu cálculo de base sugere que uma folha de tamanho médio exposta a 50 °C pode perder cerca de um terço de uma colher de chá de água por dia através da cutícula. Se for aplicada a florestas inteiras, esta situação poderá alterar os ciclos globais da água e do carbono – um impacto que os nossos atuais modelos de alterações climáticas poderão subestimar”, diz Sean Michaletz.

Quão quente é demasiado quente?

Noutro estudo de 200 espécies de plantas em Vancouver, descobriram que a fotossíntese começa a falhar entre 40 e 51 °C. Durante a cúpula de calor de 2021, as temperaturas subiram para 49,6 °C, levando as plantas aos seus limites.

Esta pesquisa sugere que 60 ° C pode ser a temperatura mais alta que as plantas podem sobreviver – além desse ponto, as proteínas se quebram, levando a lesões e morte celular. Apenas algumas espécies desérticas e tropicais foram observadas a sobreviver a temperaturas tão extremas.

A nível mundial, os investigadores estão a trabalhar para determinar o “ponto de viragem” em que a vegetação da Terra liberta mais dióxido de carbono do que absorve, passando de um sumidouro de carbono para uma fonte de carbono. “As nossas estimativas sugerem que isto poderá acontecer por volta dos 30 °C, embora subsistam incertezas importantes – especialmente a forma como os microclimas e a disponibilidade de água afetam a fotossíntese sob calor extremo”, revela.

Com as temperaturas globais a atingirem já uma média de 16°C, compreender estes limites é fundamental para prever os ciclos de retroação climática e o futuro dos ecossistemas da Terra num mundo em aquecimento.

O que podemos aprender com as biosferas criadas pelo homem?

Como bolseiro de pós-doutoramento, Sean Michaletz trabalhou na Biosfera 2, uma instalação de investigação originalmente concebida como um sistema ecológico fechado e autossustentável. Os investigadores, denominados biosferianos, foram selados no seu interior para uma experiência planeada de dois anos destinada a testar se os seres humanos poderiam sobreviver sem oxigénio ou provisões externas. O objetivo era testar este conceito na Terra, com a ideia de um dia enviar estas cúpulas para o espaço.

No entanto, a experiência enfrentou desafios inesperados: a cura do betão levou a uma acumulação de dióxido de carbono, enquanto o isolamento prolongado provocou stress social e psicológico entre os biosferianos.

Mais tarde, a Biosfera 2 passou a ser um centro de investigação e de educação pública, onde estudei a forma como as temperaturas elevadas afetam as plantas na sua floresta tropical experimental.

As plantas sobreviveram a alterações climáticas durante centenas de milhões de anos, mas todas as espécies enfrentam limites máximos estabelecidos pelas leis da física. Embora algumas plantas possam tolerar temperaturas mais elevadas do que outras, o ponto de rutura exato – e a rapidez com que as plantas o poderão atingir – permanece incerto. Mas, com base em medições recentes, “podemos estar mais perto do que pensamos”, conclui.