Ecologia
Avanço de árvores no Cerrado causa a morte de plantas rasteiras por inanição
Estudo mostra que as gramíneas e ervas não desaparecem por simples intolerância à sombra, mas sim porque a falta de luz faz com que esgotem suas reservas subterrâneas de energia
Ecologia
Avanço de árvores no Cerrado causa a morte de plantas rasteiras por inanição
Estudo mostra que as gramíneas e ervas não desaparecem por simples intolerância à sombra, mas sim porque a falta de luz faz com que esgotem suas reservas subterrâneas de energia
Área de Cerrado com grau intermediário de adensamento em Itirapina (SP) (foto: BIOTA/divulgação)
Agência FAPESP * – O Cerrado brasileiro é conhecido por sua paisagem aberta, na qual um tapete contínuo de gramíneas e pequenas ervas divide espaço com árvores de troncos retorcidos. Mas um fenômeno conhecido como “adensamento lenhoso” está mudando esse cenário. Causado principalmente pela supressão prolongada de incêndios naturais, esse processo permite que as árvores se multipliquem, transformando a savana aberta em um ambiente de mata fechada. O resultado é uma drástica perda de espécies do chamado estrato herbáceo – as gramíneas, ervas e subarbustos que formam a base da biodiversidade do Cerrado.
Até agora, o desaparecimento dessa vegetação rasteira era atribuído a uma suposta intolerância à sombra. Ou seja, acreditava-se que essas espécies, acostumadas ao sol forte, simplesmente não suportavam viver no escuro. Mas um artigo publicado em maio na revista Annals of Botany propõe uma nova teoria: na sombra, essas plantas esgotam suas reservas subterrâneas e morrem por inanição de carbono. O estudo foi apoiado pela FAPESP (projetos 13/18049-6 e 23/16620-0) e conduzido no âmbito do Programa BIOTA.
“Tenho estudado as herbáceas do Cerrado há muitos anos, com foco na fisiologia e nas taxas de fotossíntese dessas plantas. Observei, ano após ano, que, conforme o Cerrado adensa, as plantas herbáceas ainda se mantêm por um tempo e depois somem. Elas não somem de imediato, como se poderia esperar de uma simples intolerância à sombra, e por isso fui em busca de outra explicação”, conta Davi Rodrigo Rossatto, professor da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da Universidade Estadual Paulista (FCAV-Unesp), campus de Jaboticabal, e primeiro autor do artigo.
‘Reino da Inanição’
Os autores sintetizaram dados de diversos estudos feitos em áreas adensadas e não adensadas do Cerrado paulista e do Brasil central. Para entender a diferença entre esses ambientes, eles mediram a quantidade de luz útil – ou seja, a luz que as plantas realmente conseguem usar para produzir sua energia através da fotossíntese. Eles fazem isso contando, literalmente, quantas “partículas de luz” (os fótons) atingem um metro quadrado de chão a cada segundo. As medições mostraram que, nas áreas abertas, as plantas rasteiras recebem um verdadeiro banho de sol: a intensidade dessa luz varia entre 400 e 1.700 micromoles dessas partículas por segundo.
Quando as árvores tomam conta do espaço, a quantidade de folhas nas copas praticamente dobra, formando um “teto” espesso que bloqueia o sol. Com isso, a luz que consegue chegar ao chão despenca para apenas 6 a 30 micromoles. Esse é um valor abaixo do mínimo de energia que a planta precisa produzir apenas para se manter viva (o que os cientistas chamam de ponto de compensação luminosa). Por causar essa fome extrema de energia nas plantas rasteiras, os pesquisadores apelidaram esse ambiente sombrio de “Reino da Inanição”.
Ainda assim, as plantas não morrem de imediato porque têm a capacidade de alterar suas características morfológicas ou fisiológicas em resposta às mudanças ambientais (plasticidade). Algumas espécies produzem folhas adaptadas à sombra, possibilitando certo grau de aclimatação ao ambiente adensado pelas árvores.
“Isso mostra que essas plantas não são tão intolerantes à sombra assim. No entanto, as folhas adaptadas à sombra consomem mais energia para se manter: a respiração no escuro [processo celular que consome a energia armazenada para manter a planta viva] chega a aumentar entre 50% e 80%, enquanto a fotossíntese máxima cai de 30% a 40%. O balanço de carbono da planta, que antes era positivo, começa a ficar negativo. Ou seja, essa plasticidade existe, mas é limitada para lidar com a baixa irradiância luminosa do Reino da Inanição”, ressalta Rossatto.
Nesse processo, os órgãos subterrâneos das plantas herbáceas têm papel fundamental. Esses órgãos são bem desenvolvidos, abrigam gemas e armazenam carboidratos, água e nutrientes. “É como se a planta tivesse uma caixa de reserva de carbono”, compara Rossatto. Após o fogo ou a seca sazonal, são essas reservas que permitem um rápido rebrote e, em condições usuais, com grande presença de luz, a fotossíntese intensa permite recarregar esses estoques ano após ano.
Já sob a sombra do adensamento – no Reino da Inanição –, esse estoque vai se esgotando. A planta até rebrota com folhas apropriadas para lidar com o ambiente sombreado, mas o carbono necessário para construir e manter essas folhas sai de suas reservas subterrâneas. Como a fotossíntese não é suficiente para repor o que foi gasto, a raiz vai sendo drenada lentamente. “Elas acabam vivendo da fotossíntese do passado”, resume o autor.
É esse o processo que os autores denominaram de inanição de carbono, um conceito originalmente usado para explicar a morte de árvores sob seca prolongada. “Para as árvores na seca, os estômatos [estruturas microscópicas presentes na epiderme das plantas, principalmente nas folhas, que funcionam como poros ou janelas, controlando a entrada e saída de gases] se fecham para evitar a perda de água, a fotossíntese cai e a planta consome suas reservas até a exaustão. Já para as herbáceas no Cerrado adensado, o gatilho não é a falta de água, mas a falta de luz”, afirma Rossatto. “As folhas passam de fontes de carbono a sumidouros, dependentes do que está estocado na raiz. Um dia, a reserva acaba e a planta não consegue mais rebrotar.”
Velocidade do colapso
A velocidade do colapso varia conforme o tamanho do sistema subterrâneo. As gramíneas, que têm metabolismo pouco eficiente na sombra e raízes relativamente pequenas, são as primeiras a desaparecer. Já espécies com órgãos de reserva volumosos, como a árvore subterrânea Andira humilis, podem persistir décadas em meio à mata fechada, com uma única folha grande e fina, tentando capturar o pouco de luz que sobra. “Você vai a um lugar adensado há 20, 30 anos e ainda encontra uma Andira lá, mas ela está com apenas uma folha, enquanto a que está no sol tem três, quatro folhas grossas”, ilustra o pesquisador.
Para Rossatto, a proposta apresentada no artigo muda a forma como a ecologia entende a exclusão do estrato inferior do Cerrado sob invasão de árvores. “Essa perspectiva vai além do conceito amplo e muitas vezes impreciso de intolerância à sombra e fornece uma base fisiológica para interpretar as mudanças na vegetação”, explica.
Como próximos passos, os autores buscarão testar essa hipótese, visto que as evidências utilizadas até o momento são majoritariamente observacionais. “Nós já temos a pesquisa observacional, agora podemos seguir para a experimental. Isso vai exigir uma combinação de experimentos de campo e controlados, em casa de vegetação, para elucidar os processos envolvidos e avaliar suas implicações para a dinâmica do carbono e a manutenção da diversidade de espécies no Cerrado e em outros ecossistemas abertos”, conclui Rossatto.
O artigo Carbon starvation as a mechanistic explanation for the gradual decline of savanna ground-layer species under tree encroachment pode ser lido em: academic.oup.com/aob/advance-article/doi/10.1093/aob/mcag122/8671756.
* Com informações de Érica Speglich, do boletim BIOTA Highlights.
Fonte ==> Folha SP
