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Archive for Março, 2020

A grande ideia

As populações de gafanhotos, como as de muitos outros insetos, estão em declínio. Meus colegas e eu identificamos um novo culpado possível: as plantas que os gafanhotos dependem dos alimentos estão se tornando menos nutritivas devido ao aumento dos níveis de dióxido de carbono no ar.

Níveis sempre crescentes de dióxido de carbono na atmosfera tendem a promover o crescimento das plantas, fornecendo-lhes carbono extra. Mas todo esse carbono adicionado está espremendo outros nutrientes que os alimentadores de plantas – como insetos e pessoas – precisam para prosperar. Essas plantas de crescimento rápido acabam menos densas em nutrientes como nitrogênio, fósforo e sódio – mais como alface do que couve.

A Konza Prairie, uma pastagem protegida no Kansas, é uma área de pesquisa única: décadas de dados e influência humana mínima. Fonte: Ellen Welti, CC BY-ND.

Em nosso local de estudo em uma pradaria do Kansas, meus colegas e eu mostramos que, em mais de 40 espécies de gafanhotos, a população total está caindo em mais de 2% ao ano. Isso levou a uma redução geral no número de gafanhotos nas últimas duas décadas, de cerca de um terço. Esses declínios populacionais são paralelos ao declínio dos nutrientes das pastagens. As populações de gafanhotos variam ano a ano por várias razões, mas eu e meus colegas acreditamos que a diluição de nutrientes das plantas causada pelo aumento do CO2 é a razão mais provável para o declínio.

Isso se soma ao que chamamos de “hipótese de diluição de nutrientes”: o aumento do CO2 está tornando as plantas menos nutritivas e os insetos estão pagando o preço.

Por que isso importa

Até agora, os ecologistas se concentraram no uso de pesticidas e na perda de habitats nativos como causas do declínio de insetos.

Esses fatores provavelmente não estão na grande reserva nativa da pradaria onde trabalho. No entanto, o declínio de 2% ao ano nos gafanhotos que nosso estudo constatou é assustadoramente semelhante aos declínios de 2% relatados em estudos de longo prazo, feitos em todo o mundo, sobre mariposas e borboletas, cujos filhotes – lagartas – também são vorazes alimentadores de plantas.

Outros fatores, como o uso de pesticidas e a destruição de habitats, certamente estão afetando as populações de insetos em muitos lugares. Mas como o CO2 está aumentando globalmente, meus colegas e eu suspeitamos que a diluição de nutrientes provavelmente seja uma má notícia para os insetos que comem plantas em uma enorme variedade de habitats, tanto nos ecossistemas primitivos quanto nos degradados. E como os insetos são partes cruciais de todas as redes alimentares terrestres, sua perda afeta muitos outros organismos, de plantas a pássaros.

Como fazemos nosso trabalho

A Konza Prairie é uma grande pradaria protegida no nordeste do Kansas, e os pesquisadores vêm coletando dados sobre gramíneas, insetos e animais lá desde o início dos anos 80. Meus colegas e eu confiamos nesses dados de longo prazo e em amostras físicas de anos anteriores para realizar nosso estudo.

Os números de gafanhotos flutuam em um ciclo de aproximadamente cinco anos que segue as mudanças no clima, como a oscilação do sul de El Niño. Ter um conjunto de dados de décadas permitiu que meus colegas e eu separássemos claramente esses ciclos do declínio da população a longo prazo e ver como o aumento dos níveis de CO2 fazia parte.

Esse tipo de dado é surpreendentemente raro, o que levou a uma grande controvérsia em relação à onipresença do declínio de insetos. Locais como o Konza Prairie (parte da Rede de Pesquisa Ecológica de Longo Prazo, financiada pela NSF) estão na linha de frente ao documentar os ecossistemas em mudança na Terra.

Cópia de bloco de um gafanhoto vistoso (Hesperotettix speciosus) comendo uma folha de girassol. Fonte: Ellen Welti, CC BY-ND.

O que ainda não se sabe?

A diluição de nutrientes pelo CO2 é uma hipótese convincente devido a estar ocorrendo um declínio generalizado de insetos. Nossos dados combinam com outros experimentos que injetam CO2 nos ecossistemas e reduzem os nutrientes das plantas e o crescimento de insetos.

Mas dados sólidos sobre o número de insetos ao longo do tempo ainda são bastante raros, e ainda há mais perguntas do que respostas. Quão difundida é a diluição de nutrientes nos ecossistemas em todo o mundo? Os insetos que alimentam as plantas sofrem os maiores declínios? Quais ecossistemas serão os mais atingidos?

Atualmente, os ecologistas não possuem estimativas populacionais básicas para a maioria das espécies de invertebrados da Terra, que compreendem a grande maioria da diversidade animal.

Suspeito que se a diluição de nutrientes pelo CO2 for realmente generalizada, provavelmente afetará os ecossistemas e organismos da Terra – incluindo humanos – nas próximas gerações, pelo menos enquanto os combustíveis fósseis queimarem e os níveis de CO2 continuarem a subir.

Fonte: The Conversation / Ellen Welti
Tradução: Redação Ambientebrasil / Maria Beatriz Ayello Leite
Para ler a reportagem original em inglês acesse: 
https://theconversation.com/malnourished-bugs-higher-co2-levels-make-plants-less-nutritious-hurting-insect-populations-133051

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Estudo revela que plantas liberam energia em forma de calor para evitar que o excesso de sol prejudique suas células (Foto: Pixabay)
As plantas precisam da luz solar para realizar a fotossíntese, processo que lhes permite armazenar moléculas de açúcar para continuarem crescendo. No entanto, muito sol pode desidratá-las e danificar suas folhas.

Em um novo estudo, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram uma estratégia que os vegetais usam para se proteger desse dano e dissipar a luz extra como calor. Para isso, a equipe usou um tipo de radiação eletromagnética e concluiu que o excesso de energia é transferido da clorofila, o pigmento que deixa a cor verde, para outros pigmentos chamados carotenóides, que podem liberar a energia como calor.

“Esta é a primeira observação direta da transferência de energia da clorofila para o carotenóide no complexo de colheita de luz das plantas verdes”, diz Gabriela Schlau-Cohen, autora sênior do estudo e professora assistente do Departamento de Química do MIT.

“Durante a fotossíntese, os complexos de captação de luz desempenham dois papéis aparentemente contraditórios. Eles absorvem energia para impulsionar a divisão da água e a fotossíntese, mas, ao mesmo tempo, quando há muita energia, eles também precisam se livrar dela”, dizem os cientistas.

Quando a luz solar atinge uma planta, proteínas especializadas conhecidas como complexos de captação de luz absorvem a energia da luz na forma de fótons, com a ajuda de pigmentos como a clorofila. Esses fótons impulsionam a produção de moléculas de açúcar, que armazenam energia para uso posterior.

No entanto, em condições de muito sol, eles convertem apenas cerca de 30% da luz solar disponível em açúcar, enquanto o restante é liberado como calor. Se esse excesso de energia é consegue permanecer nas células da planta, ele cria moléculas prejudiciais chamadas radicais livres que podem danificar proteínas e outras moléculas celulares importantes.

Dessa forma, a hipótese descoberta propõe que, uma vez que o complexo de captação de luz absorve os fótons extras, as clorofilas os repassam para as moléculas próximas, chamadas carotenóides. Os carotenóides, que incluem licopeno e beta-caroteno, são muito bons em se livrar do excesso de energia por meio de vibrações rápidas. Eles também são hábeis captadores de radicais livres, o que ajuda a evitar danos às células.

Segundo os cientistas, uma melhor compreensão do sistema de fotoproteção natural das plantas pode ajudá-los a desenvolver novas maneiras de melhorar o rendimento de culturas. “Se entendermos esse mecanismo, ao invés de apenas regular positivamente as culturas, poderíamos realmente otimizar o sistema e atingir 30% a mais de rendimento nas plantações”, estima Schlau-Cohen.
O mundo vai precisar de novas tecnologias que otimizem a produção de alimentos para fazer frente à fome que grassa entre nós.

Fonte: Revista Galileu

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