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24/04/2018
Pastagens mostram apetite surpreendente por dióxido de carbono


Pastagens em climas quentes esecos podem crescer mais rapidamente à medida que os níveis de dióxido decarbono aumentam, de acordo com dados de um experimento ecológico de campo delongo prazo realizado em Minnesota. A descoberta, que contraria as ideias jáestabelecidas sobre como as plantas responderão ao gás do efeito estufa, sugereque as pastagens poderiam fornecer um amortecedor contra as mudançasclimáticas.A pesquisa, publicada em 19 deabril na Science, analisa uma longa questão sobre como os dois principaisgrupos de plantas da Terra responderão ao crescente nível de CO2 na atmosfera.O maior grupo, conhecido como plantas C3, compreende 97% de todas as espéciesde plantas. Estas espécies produzem energia através da fotossíntese, usando aluz solar para sintetizar açúcares a partir de CO2 e água. Teoricamente, dar aessas plantas mais CO2 aumentaria sua produção de energia.

O outro grupo de plantas – aschamadas espécies C4 – usa um processo de duas etapas para aumentar seus níveisinternos de CO2 antes que a fotossíntese ocorra, tornando a produção de energiamais eficiente. Durante décadas, os cientistas pensaram que as plantas C4 nãose beneficiariam de CO2 adicional na atmosfera, porque elas já são turbinadas.Mas o artigo da Science sugere que o oposto pode ser verdade.

“A mensagem principal é nãoignorar os pastos C4”, disse Dana Blumenthal, uma ecologista do Departamento deAgricultura dos EUA em Fort Collins, Colorado. Como as plantas C4 evoluírampara viver em climas quentes e áridos, os cientistas projetaram há muito tempoque as espécies expandiriam seu alcance à medida que o clima esquentasse.Agora, acontece que elas também podem extrair mais CO2 da atmosfera.

Questões crescentes

As descobertas mais recentes vêmdo experimento Biodiversity, CO2 and Nitrogen (BioCON). A partir de 1997, ospesquisadores plantaram plantas C3 e C4 em 88 parcelas ao ar livre, cerca de 50quilômetros ao norte de Minneapolis, Minnesota. A equipe então bombeou CO2suficiente para algumas dessas parcelas para elevar a concentração atmosféricamédia do gás para cerca de 550 partes por milhão – cerca do dobro do nívelpresente no ar antes da era industrial.

Nos primeiros 12 anos, a taxa decrescimento das plantas C4 expostas a CO2 extra não aumentou. Mas nos oito anosseguintes, esse grupo superou as plantas C4 que não foram cultivadas noambiente com alto teor de CO2.Ainda não está claro por que issoaconteceu, mas os cientistas observam que à medida que os níveis de CO2subiram, a quantidade de nitrogênio disponível para as plantas também aumentou.O nitrogênio é um nutriente essencial que é crucial para a fotossíntese. Umapossibilidade é que mudanças na composição dos microrganismos do solo levaramao aumento do nitrogênio.“É uma grande surpresa”, disse PeterReich, ecologista da Universidade de Minnesota, em Saint Paul, que lidera oexperimento. “Eu não acho que qualquer cientista no mundo teria previsto isso.”Os cientistas estimam que asplantas absorvem cerca de um quarto das emissões de carbono da humanidade acada ano, e o experimento de Minnesota é um dos vários que procuraramdeterminar se essa tendência continuará à medida que os níveis atmosféricos deCO2 aumentam. Grande parte da pesquisa se concentrou em florestas dominadas porC3, que absorvem grandes quantidades de CO2 da atmosfera.

Os cientistas pensaram que asflorestas provavelmente cresceriam mais rapidamente quando expostas a níveismais altos de CO2 na atmosfera. Mas não é isso que experimentos mostraram.Quando as plantas C3 são expostas a níveis mais elevados de CO2, sua taxa decrescimento aumenta por um período – mas, eventualmente, as plantas sãoprejudicadas pela disponibilidade limitada de nutrientes, como nitrogênio efósforo. Reich e seus colegas viram umefeito semelhante nas plantas C3 que eles expuseram a altos níveis de CO2: oaumento inicial na produtividade desapareceu inteiramente na mesma época em queas plantas C4 fertilizadas começaram a crescer mais rapidamente.

“A lição é que a fotossíntese nãoé igual ao crescimento”, disse Richard Norby, ecologista do LaboratórioNacional Oak Ridge, do Departamento de Energia dos EUA, no Tennessee. Ele disseque, se os cientistas quiserem entender como as plantas de um ecossistemaresponderão ao aumento de CO2, precisarão analisar como os ciclos de nutrientesmudam com o tempo. “Você não pode fazer isso com experiências curtos.”

Perspectiva global

Além do estudo de Minnesota, doisexperimentos semelhantes de campo de CO2 estão operando em florestas deBirmingham, no Reino Unido, e Sydney, na Austrália. E o Brasil tem trabalhadopor vários anos para estabelecer o primeiro experimento desse tipo em umafloresta tropical nativa, embora Norby diga que o projeto encontrou problemasde financiamento. O Departamento de Energia dos EUA vem conduzindo trabalhos decampo em ecossistemas tropicais em Porto Rico, Panamá e Brasil, mas planejafechar a pesquisa mais cedo.

Reich e seus colegas quetrabalham na área de Minnesota agora estão se concentrando em como a comunidademicrobiana poderia estar mudando abaixo do solo. Isso inclui fungos que habitamas raízes das plantas e microrganismos que decompõem as plantas mortas eliberam nutrientes como o nitrogênio. Resolver esses detalhes ajudará oscientistas a entender mais sobre por que as plantas C4 parecem prosperar àmedida que os níveis de CO2 aumentam, mas Reich disse que os resultados de suaexperiência não serão suficientes para determinar o que está acontecendo.

“A razão pela qual não podemosdizer exatamente o que isso significa globalmente é que realmente precisamos deuma dúzia dessas experiências, não apenas uma”, diz ele.

Referência: 1. Reich, P. B., Hobbie,S. E., Lee, T. D. & Pastore, M. A. Science 360, 317–320 (2018).

Fonte: Nature, traduzida eadaptada pela Equipe BeefPoint.a



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