Estudo procura entender efeito integrado de fatores ambientais na emissão VOCs da floresta

O artigo foi publicado recentemente no periódico científico Trends in Plant Science

Da Redação - Inpa

Fotos: Fernanda Farias, Cimone Barros e pesquisadores (Acervo)

Sabe quando você esfrega uma folhinha de manjericão e sente aquele cheiro gostoso? A floresta também faz isso. Em resposta ao estresse oxidativo, a floresta amazônica emite para a atmosfera muitos cheiros e substâncias químicas conhecidos como compostos orgânicos voláteis (VOCs, na sigla em inglês) que afetam a qualidade do ar, interferem no processo de formação de nuvens e chuvas e no ecossistema florestal. Um dos principais VOCs liberados pela vegetação amazônica é o isopreno, um gás sem cheiro e invisível, o primeiro a ser sintetizado dentro da via responsável por inúmeros compostos.

Um estudo desenvolvido no Programa de Pós-Graduação em Ciências de Florestas Tropicais do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (CFT/Inpa/MCTIC) em parceria com outras instituições buscou entender o efeito dos impactos de fatores ambientais (radiação, temperatura e CO₂) e suas interações sobre a síntese e emissão dos VOCs liberados pelas folhas de algumas espécies tropicais, e comparar com algumas espécies mais representativas encontradas em regiões temperadas na Estônia, país a nordeste da Europa.

O trabalho “Alternative carbon sources for isoprene emission” foi publicado recentemente na revista científica Trends in Plant Science e é parte da tese de doutorado de Vinícius Fernandes de Souza, atualmente pesquisador pós-doc integrante do grupo de Química Aplicada à Tecnologia da Escola Superior de Tecnologia da Universidade do Estado do Amazonas (EST/UEA), liderado pelo professor Dr. Sergio Duvoisin Junior. O Dr. Souza foi orientado pelo coordenador do Laboratório de Fisiologia e Bioquímica Vegetal da Coordenação de Dinâmica Ambiental (LBFV/Codam/Inpa), o pesquisador Dr. José Francisco Gonçalves.

De acordo com Souza, são conhecidos cerca de 1.700 VOCs, alguns emitidos por todas as plantas. Os estudos desse grupo de cientistas concentraram-se no metabolismo secundário, no qual apenas alguns grupos de plantas emitem determinados VOCs, que exercem inúmeras funções biológicas e ecológicas, incluindo atração de polinizadores e dispersores de sementes, defesa contra herbivoria e patógenos, sinalização entre plantas e proteção contra estresse abióticos.

Além disso, devido à alta reatividade desses compostos, podem ter fortes implicações na qualidade do ar, afetando as concentrações de monóxido de carbono, metano e ozônio, entre outros compostos, e dessa forma influenciando o clima do planeta. “Tendo em vista que uma das grandes preocupações da humanidade hoje é a questão do aquecimento global, o nosso objetivo é tentar entender como os fatores ambientais podem afetar a síntese e emissão desses compostos orgânicos voláteis”, explicou o pesquisador da UEA.

Efeito de Fatores Ambientais

Atualmente, as pesquisas do laboratório têm focado no efeito dos fatores ambientais, como concentração de dióxido de carbono e temperatura, sobre a síntese e emissão dos VOCs - como isopreno e monoterpenos- entre espécies de plantas encontradas nas regiões tropicais e temperadas. A sensibilidade das emissões desses compostos as mudanças nas concentrações de dióxido de carbono e temperatura varia entre as espécies, e essa variabilidade é um reflexo do grau de adaptação e aclimatação das espécies frente às mudanças desses fatores ambientais.

Conforme Souza, no caso do aumento da concentração de dióxido de carbono (CO₂), na maioria das vezes diminui a emissão desses compostos, enquanto o aumento da temperatura tem o efeito inverso, aumentando consideravelmente as taxas de emissão. Com as mudanças climáticas, não só o aumento da CO₂ pode ocorrer, mas também a elevação da temperatura média do planeta. “Dessa forma, uma das grandes perguntas que queremos responder com nossas pesquisas é se o aumento da temperatura pode contrabalancear o efeito inibitório do aumento da CO₂ sobre as taxas de emissão desses compostos no futuro”, contou.

De acordo com o pesquisador do Inpa, Dr. José Francisco Gonçalves, foi observado que a suscetibilidade das plantas ao aumento da temperatura é o que “vai ditar” o efeito do alto CO₂ com elevadas emissões dos VOCs. “E isso está associado a características adaptativas adquiridas ao longo do processo evolutivo de cada planta de acordo com sua região de origem”, pontuou Gonçalves.

Comparação

Em comparação com as plantas das regiões temperadas,a vegetação amazônica é mais resistente aos efeitos do aumento da temperatura. Com o aumento da temperatura - de uma escala de 25 a 40 graus - foi observado que o aumento da CO₂ há o estímulo ainda maior do processo fotossintético e redução nas taxas de emissão de isopreno.

“A inspeção desses fatores isoladamente nas espécies tropicais não é tão simples, coisa que não acontece nas espécies de região temperada. Esse estímulo do funcionamento celular ocorre até um limiar de tolerância das espécies para aumento de temperatura”, disse Souza. “Acima desse limiar, agente começa a ter decréscimos de processos funcionais primários da planta e relativo aumento das emissões de VOCs associados a proteção contra determinada perturbação ambiental”, completou.

Para dar continuidade a linha de pesquisa, os laboratórios do Inpa e da UEA também fecharam parcerias com o Institute of Technology, University of, Tartu, Tartu, Estonia coordenado pelo Dr. Ülo Niinemets; com Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology, University of Queensland, da Australia coordenado pela Dra. Claudia E. Vickers; e com o Dr. Wagner L. Araújo do Departamento de Biologia Vegetal, Universidade Federal de Viçosa (UFV).

“A expectativa é que os estudos sistemáticos dos aspectos biogeoquímicos em conjunto com a funcionalidade das árvores da floresta amazônica possa contribuir para decifrar aspectos relacionados às mudanças climáticas (suporte importante para modelagem ambiental), fenômenos bioquímicos na camada de ar limítrofe às folhas, os ciclos de chuvas e verânicos seja na floresta primária, plantações florestais, inclusive recuperação de áreas degradadas (RAD´s) e sistemas agroflorestais”, revelou o pesquisador do Inpa.