Duas décadas atrás, enquanto pesquisava sua tese de doutorado, a ecologista Suzanne Simard descobriu que as árvores comunicam suas necessidades e enviam nutrientes umas às outras através de uma rede de fungos treliçados enterrados no solo – em outras palavras, ela descobriu, elas “conversam” umas com as outras. Desde então, Simard, agora na Universidade de British Columbia, foi pioneira na pesquisa de como as árvores se convertem, incluindo como essas filigranas fúngicas ajudam as árvores a enviar sinais de alerta sobre mudanças ambientais, a procurar por parentes e a transferir seus nutrientes para as plantas vizinhas antes de morrer.
Usando frases como “sabedoria florestal” e “árvores-mãe” quando ela fala sobre este elaborado sistema, que ela compara com as redes neurais no cérebro humano, o trabalho de Simard ajudou a mudar a forma como os cientistas definem as interações entre as plantas. “Uma floresta é um sistema cooperativo”, disse ela em uma entrevista ao Yale Environment 360. “Para mim, usar a linguagem da ‘comunicação’ fazia mais sentido porque estávamos olhando não apenas para transferências de recursos, mas para coisas como sinalização de defesa e sinalização de reconhecimento de parentes”. Nós, como seres humanos, podemos nos relacionar melhor com isso. Se conseguirmos nos relacionar com isso, então vamos nos importar mais com isso. Se nos preocuparmos mais com isso, então vamos fazer um trabalho melhor de cuidar das nossas paisagens”
Simard está agora focado em entender como essas redes vitais de comunicação podem ser perturbadas por ameaças ambientais, como as mudanças climáticas, infestações de besouros de pinheiro e extração de madeira. “Estas redes vão continuar”, disse ela. “Se elas são benéficas para espécies de plantas nativas, ou exóticos, ou ervas daninhas invasoras e assim por diante, isso ainda está para ser visto”.
Yale Environment 360: Nem todas as teses de doutoramento são publicadas na revista Nature. Mas em 1997, parte da sua foi. Você usou isótopos radioativos de carbono para determinar que bétulas de papel e abetos Douglas estavam usando uma rede subterrânea para interagir um com o outro. Fale-me sobre essas interações.
Suzanne Simard: Todas as árvores em todo o mundo, incluindo a bétula de papel e o abeto Douglas, formam uma associação simbiótica com fungos subterrâneos. Estes são fungos benéficos para as plantas e através desta associação, o fungo, que não consegue fotossintetizar, explora o solo. Basicamente, ele envia micélio, ou fios, por todo o solo, recolhe nutrientes e água, especialmente fósforo e nitrogênio, traz de volta à planta, e troca esses nutrientes e água por fotossíntese da planta. A planta fixa o carbono e depois troca-o pelos nutrientes que necessita para o seu metabolismo. Ela funciona para ambos.
É esta rede, mais ou menos como uma tubulação abaixo do solo, que liga um sistema radicular de uma árvore a outro sistema radicular de árvore, para que nutrientes e carbono e água possam ser trocados entre as árvores. Numa floresta natural da Colômbia Britânica, bétula de papel e abeto Douglas crescem juntos em comunidades florestais sucessionais precoces. Eles competem entre si, mas nosso trabalho mostra que eles também cooperam uns com os outros enviando nutrientes e carbono para frente e para trás através de suas redes micorrízicas.
e360: E eles podem dizer quando um precisa de alguma ajuda extra contra o outro, é isso correto?
Simard: É isso mesmo. Fizemos um monte de experiências para tentar descobrir o que impulsiona a troca. Tenha em mente que é uma troca de ida e volta, então às vezes a bétula vai receber mais e às vezes o abeto vai receber mais. Depende dos fatores ecológicos que estão ocorrendo na época.
Uma das coisas importantes que testamos nessa experiência em particular foi o sombreamento. Quanto mais o abeto Douglas ficava sombreado no verão, mais excesso de carbono o bétula tinha ido para o abeto. Mais tarde no outono, quando a bétula estava perdendo suas folhas e o abeto tinha excesso de carbono porque ainda estava fotossíntese, a transferência líquida dessa troca voltou para a bétula.
Provavelmente há também fatores fúngicos envolvidos. Por exemplo, o fungo que está ligando a rede vai estar procurando proteger suas fontes de carbono. Apesar de não entendermos muito sobre isso, faz sentido de um ponto de vista evolutivo. O fungo está nele para seu próprio sustento, para garantir que ele tenha uma base alimentar segura no futuro, então ele ajudará a direcionar essa transferência de carbono para as diferentes plantas.
Eu não acho que alguma vez haverá falta de capacidade de formar uma rede, mas a rede pode ser diferente.
e360: Você acha que este sistema de troca se aplica também a outros ecossistemas, como as pastagens, por exemplo? Já foi feito algum trabalho sobre isso?
Simard: Sim, não só no meu laboratório, mas também em outros laboratórios bem antes de mim”¦ Prados, e mesmo algumas das espécies de árvores que conhecemos como o ácer e o cedro, formam um tipo diferente de micorriza. Na Columbia Britânica, temos grandes prados que sobem pelo interior da província e fazem interface com a floresta. Estamos vendo como esses pastos, que são principalmente micorrizas arbustivas, interagem com a nossa floresta ectomicorrízica, porque à medida que o clima muda, prevê-se que os pastos subam para as florestas.
e360: Essas trocas continuarão sob a mudança climática, ou a comunicação será bloqueada?
Simard: Eu não acho que será bloqueada. Acho que nunca vai faltar a capacidade de formar uma rede, mas a rede pode ser diferente. Por exemplo, provavelmente haverá fungos diferentes envolvidos nela, mas eu acho que essas redes vão continuar. Se eles são benéficos para espécies de plantas nativas, ou exóticos, ou ervas daninhas invasoras e assim por diante, isso ainda está para ser visto.
e360: Através de ferramentas moleculares, você e um de seus alunos de pós-graduação descobriram o que você chama de centro, ou mãe, de árvores. O que são eles, e qual é o seu papel na floresta?
Simard: Kevin Beiler, que era estudante de doutoramento, fez um trabalho muito elegante onde usou a análise de ADN para ver as pequenas sequências de ADN em árvores e indivíduos fúngicos em manchas de floresta de pinheiros Douglas. Ele foi capaz de mapear a rede de dois especiais irmãos relacionados de fungos micorrízicos e como eles ligam os abetos Douglas naquela floresta.
Apenas criando aquele mapa, ele foi capaz de mostrar que todas as árvores essencialmente, com algumas isoladas, estavam ligadas entre si. Ele descobriu que as árvores maiores e mais antigas da rede eram as mais fortemente ligadas, enquanto que as árvores menores não estavam ligadas a tantas outras árvores. Árvores grandes e velhas têm sistemas radiculares maiores e associam-se a redes micorrízicas maiores. Têm mais carbono que flui para dentro da rede, têm mais pontas de raiz. Então faz sentido que elas tenham mais conexões com outras árvores ao seu redor.
Em experiências posteriores, temos procurado saber se essas árvores mais velhas podem reconhecer parentes, se as mudas que estão regenerando ao seu redor são da mesma família, se são descendentes ou não, e se elas podem favorecer essas mudas – e descobrimos que podem. Foi assim que criamos o termo “árvore-mãe”, porque elas são as maiores e mais velhas árvores, e sabemos que elas podem nutrir seus próprios parentes.
e360: Você também descobriu que quando estas árvores estão morrendo há um valor ecológico surpreendente para elas que não é percebido se elas forem colhidas muito cedo.
Simard: Fizemos esta experiência na estufa. Nós cultivamos mudas com vizinhos, e ferimos a que estaria agindo como a árvore mãe, a muda mais velha do abeto. Usamos pinheiro de ponderosa porque é uma espécie de baixa elevação que se espera que comece a substituir o abeto Douglas à medida que o clima muda. Eu queria saber se houve ou não algum tipo de transferência do legado da floresta antiga para a nova floresta que vai migrar para cima e para norte à medida que o clima muda.
Quando ferimos esses abetos Douglas, descobrimos que algumas coisas aconteceram. Uma delas é que o abeto Douglas jogou seu carbono na rede e foi levado pelo pinheiro da ponderosa. Em segundo lugar, as enzimas de defesa do abeto Douglas e do pinheiro larício de ponderosa foram “up-reguladas” em resposta a esta lesão. Interpretamos isso como sendo um sinal de defesa que passava através das redes de árvores. Essas duas respostas – a transferência de carbono e o sinal de defesa – só aconteceram onde havia uma rede micorrízica intacta. Onde nós cortamos a rede, isso não aconteceu.
A interpretação foi que as espécies nativas sendo substituídas por uma nova espécie à medida que o clima muda está enviando sinais de carbono e de alerta para as mudas vizinhas para dar-lhes um avanço, pois elas assumem o papel mais dominante no ecossistema.
e360: Você falou sobre o fato de que quando você publicou pela primeira vez seu trabalho sobre interação de árvores em 1997, você não deveria usar a palavra “comunicação” quando se tratava de plantas. Agora você usa sem prurido frases como sabedoria florestal e árvores-mãe. Você tem flack para isso?
Simard: Provavelmente há muito mais flack lá fora do que eu ouço falar. Eu comecei a fazer pesquisa florestal no início dos meus 20 anos e agora estou na casa dos 50, então já se passaram 35 anos. Eu sempre fui muito consciente de seguir o método científico e de ter muito cuidado para não ir além do que os dados dizem. Mas chega um ponto em que você percebe que esse tipo de método científico tradicional só vai tão longe e que há muito mais acontecendo nas florestas do que nós somos capazes de realmente entender usando as técnicas científicas tradicionais.
Então eu abri minha mente e disse que precisamos trazer aspectos humanos para isso, para que possamos entender mais profundamente, mais visceralmente, o que está acontecendo nesses seres vivos, espécies que não são apenas esses objetos inanimados. Também começamos a entender que não são apenas os recursos que se movem entre as plantas. É muito mais do que isso. Uma floresta é um sistema cooperativo, e se fosse tudo sobre competição, então seria um lugar muito mais simples. Porque é que uma floresta seria tão diversa? Por que ela seria tão dinâmica?
Para mim, usar a linguagem de comunicação fazia mais sentido porque estávamos olhando não apenas para transferências de recursos, mas coisas como sinalização de defesa e sinalização de reconhecimento de parentes. O comportamento das plantas, dos remetentes e dos receptores, esses comportamentos são modificados de acordo com essa comunicação ou esse movimento de coisas entre eles.
Também nós, como seres humanos, podemos nos relacionar melhor com isso. Se pudermos nos relacionar com isso, então vamos nos importar mais com isso. Se nos preocuparmos mais com isso, então vamos fazer um trabalho melhor de cuidar das nossas paisagens.
Se deixarmos árvores que suportam não apenas redes micorrízicas, mas outras redes de criaturas, então a floresta vai se regenerar.
e360: O escaravelho do pinheiro da montanha está devastando as paisagens ocidentais, matando pinheiros e abeto. Você é co-autor de pesquisas sobre o que os ataques do escaravelho do pinheiro fazem às redes micorrízicas. O que você encontrou, e quais são as implicações para a regeneração dessas florestas?
Simard: Esse trabalho foi liderado por Greg Pec, um estudante de pós-graduação da Universidade de Alberta. A primeira etapa (do ataque) é chamada de ataque verde. Eles vão do ataque verde para o ataque vermelho para o ataque cinzento. Então, basicamente, no terceiro ou quarto ano, as arquibancadas estão mortas.
Tiramos terra desses diferentes povoamentos e cultivámos neles mudas de pinheiro bravo. Descobrimos que com o passar do tempo com a mortalidade, essa rede micorrízica se tornou menos diversificada e também mudou a enzima de defesa nas plântulas que cresciam naqueles solos. A diversidade dessas moléculas diminuiu. Quanto mais tempo as árvores estavam mortas, menor era a diversidade micorrízica e menor era a diversidade de moléculas de defesa naquelas mudas.
Greg, ao olhar para a diversidade fúngica naqueles povoamentos, descobriu que embora a diversidade fúngica tenha mudado, a rede micorrízica ainda era importante para ajudar a regenerar as novas mudas que estavam surgindo no sub-bosque.
Apesar de a composição dessa rede micorrizal estar mudando, ainda é uma rede funcional que é capaz de facilitar a regeneração do novo estande.
e360: O que o seu trabalho lhe diz sobre como manter a resiliência na floresta quando se trata de exploração madeireira e mudanças climáticas?
Simard: A resiliência é realmente sobre a capacidade dos ecossistemas de recuperar as suas estruturas e funções dentro de uma gama de possibilidades. Para as florestas em particular, as árvores são a base. Elas fornecem habitat para as outras criaturas, mas também fazem a floresta funcionar. Resiliência em uma floresta significa a capacidade de regenerar árvores. Há muito que pode ser feito para facilitar isso devido a essas redes micorrízicas, que sabemos serem importantes para permitir que as árvores se regenerem. É o que deixamos para trás que é tão importante. Se deixarmos árvores que suportam não apenas redes micorrízicas, mas outras redes de criaturas, então a floresta vai se regenerar. Eu acho que esse é o passo crucial é manter essa capacidade de regenerar árvores.
e360: Você falou sobre sua esperança de que suas descobertas influenciariam as práticas de exploração madeireira na Colúmbia Britânica e além. Isso já aconteceu?
Simard: Não o meu trabalho especificamente. A partir dos anos 80 e 90, essa idéia de reter árvores mais velhas e legados nas florestas voltou a se manter. Durante os anos 90, no oeste do Canadá, adotamos muitas dessas metodologias, não baseadas em redes micorrízicas. Era mais para a vida selvagem e a retenção de madeira para habitat de outras criaturas.
Mas na maioria das vezes, especialmente na última década e meia, muitas falhas no corte com pouca retenção. Parte disso foi impulsionado pelo surto de escaravelho de pinheiro da montanha que ainda está a acontecer. As boas práticas florestais que estavam se desenvolvendo foram varridas no corte de árvores que estavam morrendo.
ALSO DE YALE e360Is Alterações Climáticas que Põem em Risco os Microbiomas do Mundo?
Os pesquisadores estão apenas começando a entender as complexidades dos micróbios no solo da terra e o papel que eles desempenham na promoção de ecossistemas saudáveis. Agora, a mudança climática está ameaçando interromper esses micróbios e as funções-chave que eles fornecem.LEIA MAIS
Hoje, as pessoas ainda estão tentando manter a silvicultura, mas isso não é suficiente. Muitas vezes são apenas as árvores simbólicas que são deixadas para trás. Estamos começando um novo projeto de pesquisa para testar diferentes tipos de retenção que protegem as árvores-mãe e redes.
e360: Esse é o subsídio que você acabou de receber do governo canadense para reavaliar as práticas atuais de renovação florestal?
Simard: Sim, estamos realmente entusiasmados com isto. Estamos testando a idéia de reter árvores-mãe em diferentes configurações – assim deixando-as como solteiros, como grupos, como bosques de abrigo, e depois regenerando a floresta usando uma mistura de regeneração natural e práticas tradicionais de regeneração. Estamos testando estas em uma variedade de climas na floresta de abeto Douglas, desde muito seco e quente até fresco e úmido. Vão existir cerca de 75 locais no total que atravessam este gradiente climático. Vamos medir coisas como ciclismo de carbono e produtividade e diversidade de aves e insetos. E temos muito interesse dos grupos da First Nations na Colúmbia Britânica porque esta ideia de árvores-mãe e a criação de novas gerações se encaixa muito na visão de mundo da First Nations.