Fonte: USP

Nova abordagem possibilitou calcular o impacto da temperatura na fotossíntese e captação de carbono em biomas quentes, como Cerrado e Caatinga

O Cerrado, um dos biomas mais importantes do Brasil, pode enfrentar mudanças na composição da sua flora pelo aquecimento global. É o que revelam pesquisadores da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP, que identificaram como o calor afeta a performance da fotossíntese das plantas da região.

Tony César de Sousa Oliveira, responsável pelo estudo, verificou, durante a pesquisa realizada para seu doutorado no programa de Biologia Comparada, que o aquecimento global é capaz de reduzir a eficiência da fotossíntese em espécies do Cerrado, uma vez que “as espécies de árvores estudadas têm um valor ótimo de temperatura foliar para realizar a fotossíntese muito próximo à temperatura média do ambiente”, explica o pesquisador.

Outra questão levantada pelo estudo é que o calor começa a prejudicar a capacidade de fotossíntese de algumas plantas antes mesmo de atingir a temperatura ideal. Isso se dá principalmente pelo impacto da temperatura no funcionamento do fotossistema II (PSII), responsável por converter a energia luminosa em energia bioquímica usada no processo fotossintético.

O estudo descobriu que a eficiência do PSII reduz pela metade quando a temperatura é semelhante ou ligeiramente superior à temperatura ambiente média local, evidenciando o impacto de temperaturas mais altas no limite da captação do carbono pelas plantas na região.

Orientador do estudo, o professor Tomas Domingues é responsável pelo Laboratório de Ecologia de Comunidades e Funcionamento de Ecossistemas (Ecoferp) da FFCLRP e adianta que os resultados acendem alertas sobre o Cerrado, que tem enfrentado aumento de temperaturas mais intenso em comparação com outros biomas brasileiros. A tendência, avalia o professor, é que “a situação deva se agravar ainda mais nos próximos 50 anos”, tornando a fotossíntese nos períodos mais quentes do dia “menos eficiente.”

Nova técnica

Para estudar a resposta à temperatura da vegetação do Cerrado, a equipe da USP de Ribeirão Preto criou uma variação do método de um ponto (OPM, na sigla em inglês para One Point Method). A versão original do OPM é uma abordagem mais rápida para estimar a “taxa máxima de atividade” da Rubisco, uma enzima responsável pelo primeiro e mais importante processo de fixação do carbono.

Entretanto, esse método só é eficaz quando a temperatura da folha está abaixo de 30°C, o que limita o uso dessa técnica em regiões mais quentes, como no Cerrado, “onde, devido às condições climáticas, as folhas das plantas já atingem esse limiar por volta das 10 às 11 horas”.

Na nova versão do OPM, nomeada OPM-ρ, os pesquisadores adicionaram um fator de correção que considera a sensibilidade dos processos bioquímicos à variação de temperatura, o que permitiu estender o uso do método para estimar a capacidade de fotossíntese das folhas em temperaturas até 45°C.

Com a adaptação, os pesquisadores puderam modelar a resposta à temperatura da eficiência da fotossíntese no Cerrado, observar a temperatura na qual a fotossíntese tem a sua melhor performance e em qual a eficiência fotossintética começa a diminuir.

Essas informações possibilitam o cálculo da margem de segurança térmica, que é a faixa de temperatura em que o sistema de fotossíntese ainda funciona bem em relação às temperaturas máximas ambientais, adiantam os biólogos.

O novo método e os resultados dos testes realizados pela equipe estão publicados no Journal of Experimental Botany e mostram as vantagens comparadas ao OPM original. Segundo Oliveira, esta nova abordagem deve contribuir para uma caracterização mais completa das comunidades vegetais em todo mundo, fornecendo dados para a estimativa do impacto da temperatura na vegetação global.

Biodiversidade e preservação

Ao avaliar a capacidade fotossintética de diferentes espécies, o orientador do estudo adianta que a ideia é facilitar a identificação das plantas mais vulneráveis às mudanças de temperatura e prever como a biodiversidade global pode ser afetada no futuro. Com o aumento do calor, projeta-se que, nos períodos mais quentes do dia, a fotossíntese se torne menos eficiente, causando mudanças na composição de espécies no Cerrado, com as árvores se tornando menos proeminentes que as plantas de menor porte, como gramíneas e outros arbustos. Também é possível que “facilite uma maior ocorrência de espécies invasoras”, especula o professor.

Para os pesquisadores, o cenário alerta para a necessidade de um maior entendimento sobre o funcionamento ecológico das espécies vegetais do Cerrado. “É fundamental garantir a preservação da biodiversidade desse ecossistema, promovendo a restauração de áreas degradadas e adotando práticas de manejo sustentável”, adverte Oliveira.

O desmatamento da vegetação nativa para atividades agropecuárias e o desrespeito às normas do Código Florestal, lembra Domingues, contribuem para agravar as mudanças climáticas e ameaçam a sobrevivência do bioma, sendo necessária a aplicação de técnicas que respeitem o equilíbrio ambiental.

A tese de doutorado Tolerância térmica em espécies vegetais de uma savana Neotropical: explorando as dependências de temperatura da fotossíntese em um bioma diverso foi apresentada à FFCLRP dia 8 de março de 2024, com orientação de Tomas Domingues e dos professores Elmar Veenendaal e David Kleijn, do Plant Ecology and Nature Conservation Group da Wageningen University & Research, Holanda.

*Estagiário sob supervisão de Rita Stella