Photo credit: Cat Burton via Visualhunt / CC BY-NC-ND

Dizem os negacionistas do clima que o excesso de gás carbônico na atmosfera — seja qual for a fonte — não seria problema porque temos organismos que absorvem CO2. Segundo essa lógica, quanto mais aumentar a concentração de CO2, melhor para as plantas. Elas absorveria o excedente carbônico, a produtividade agrícola subiria e todos seriam felizes para sempre. Mas duas pesquisas recém-publicadas por pesquisadores suecos e americanos revelam que essa história não passa de um belo conto de fadas ecológico. A realidade não tem um final feliz porque as plantas simplesmente não estão conseguindo lidar com tanto gás carbônico.

Quando mais é menos

Estudo publicado na PNAS (1) por um grupo de pesquisa das Universidade de Umeå e da Universidade Sueca de Ciências Agrícolas descobriu que o aumento de CO2 na atmosfera ao longo do século XX contribuiu para deslocar o equilíbrio entre fotossíntese e fotorrespiração a favor da fotossíntese. É verdade que plantas fixam carbono por meio da fotossíntese. O mesmo estudo mostra que o que pode parecer uma boa notícia, não é bem assim.

Na maioria das plantas, a captação de CO2 via fotossíntese é regulada por um mecanismo chamado fotorrespiração. A fotorrespiração é um processo que consome oxigênio e libera gás carbônico. Diferente da respiração aeróbia (que as plantas realizam durante a noite), a fotorrespiração não sintetiza ATP e, portanto, é bastante custosa em termos energéticos.

O que os pesquisadores suecos fizeram foi um monitoramento do metabolismo vegetal. Foram analisadas comparativamente amostras históricas (armazenadas em herbários) com plantas cultivadas atualmente. Por meio da chamada espectroscopia NMR, foram estudados diversas espécies de plantas C3, domesticadas ou não, responsáveis pela maioria da fotossíntese global. Esse tipo de espectroscopia é capaz de detectar padrões isotípicos distintos de CO2 e deutério na glucose produzida pelas plantas por meio da fotossíntese. Com base nisso, foi possível inferir o impacto dos níveis atmosféricos de CO2 ao longo do tempo na capacidade das plantas de fixar carbono.

Na beterraba açucareira, por exemplo, amostras cultivadas sob praticamente as mesmas condições de nutrição e técnicas agrícolas entre 1890 e 2012 mostraram mudanças notáveis no fluxo metabólico, a favor da fotossíntese, que só podem ser explicadas pelo aumento da concentração de CO2. O mesmo efeito foi observado nos musgos do gênero Spagnum, que ocorrem no hemisfério norte e são importante para a captura do CO2 nas regiões boreais, segundo o professor de Biogeoquímica Mats Nilsson, um dos co-autores do estudo.

Estima-se que as plantas tem sido responsáveis por 1/3 da absorção de emissões carbônicas, o que tem amortizado os efeitos do aquecimento global ao longo dos últimos cem anos. Muito bem, está demonstrado pelos pesquisadores suecos que as plantas estão sorvendo mais CO2. Mas qual é o problema disso?

O problema é que esse efeito não vai durar muito tempo. A fotorrespiração é estimulada pela temperatura. Logo, quanto mais quente o clima se tornar, o equilíbrio do metabolismo vegetal vai se inclinar para a fotorrespiração. Com isso, as plantas vão fixar menos carbono via fotossíntese e ainda vão passar a emitir CO2 também durante o dia.

Afogadas em gás carbônico

Um segundo estudo, publicado na Nature Climate Change (2), usa dados de satélite para medir o metabolismo vegetal nos últimos trinta anos e reforça outra conclusão da pesquisa sueca: as plantas não estão conseguindo lidar com o excesso de gás carbônico que estamos botando na atmosfera.

Pós-doutorando de Ecologia da Universidade de Montana, William Kolby Smith também esperava que o aumento do CO2 levasse a um aumento da fixação de carbono pelas plantas. O que Smith descobriu ao analisar dados de satélite sobre o metabolismo vegetal é que as plantas estão mesmo crescendo, mas não tanto quanto se esperava em um ambiente cada vez mais rico em gás carbônico. A chamada produtividade primária líquida (PPL) subiu aproximadamente 2,8% entre 1982 e 2011. Modelos computacionais previam o dobro de aumento da PPL: 7,6%.

Para Smith e seus colaboradores, há dois fatores importantes por trás dessa discrepância: disponibilidade de água e disponibilidade de nutrientes. Convenhamos, as plantas não absorvem CO2 magicamente. Elas precisam de energia, de água e outros nutrientes. A energia solar não falta, mas e quanto aos nutrientes?

O que os dados de satélite reunidos por este estudo indicam é que a elevação de CO2 atmosférico interfere negativamente nesses dois fatores. Mais gás carbônico eleva as temperaturas, o que diminui a disponibilidade hídrica para as plantas. Mais calor também significa menos fósforo e nitrogênio, nutrientes que auxiliam na fixação de carbono.

Os dois estudos se complementam e a conclusão é que a vegetosfera pode estar sofrendo de uma espécie de diabetes carbônico: há tanto CO2 na atmosfera que as plantas já não reagem mais a este estímulo. Pior ainda se a fotorrespiração continuar a ser estimulada pelo aquecimento global. Nesse caso, em vez de fixar, as plantas vão passar a emitir CO2, o que levaria a mais aquecimento.

Portanto, a noção de que um ambiente rico em gás carbônico levaria ao surgimento de plantas cada vez maiores, ao aumento da produtividade agrícola e, de certa forma, acabaria nos salvando é um mito detonado.

Referências

rb2_large_gray251. EHLERS, I. et. al. Detecting long-term metabolic shifts using isotopomers: CO2-driven suppression of photorespiration in C3 plants over the 20th century [Detecção de mudanças metabólicas de longo prazo usando isotopômeros: supressão de fotorrespiração por CO2 em plantas C3 ao longo do século XX]. PNAS. Published online before print December 7, 2015, doi: 10.1073/pnas.1504493112

2. SMITH, W. K. et al. Large divergence of satellite and Earth system model estimates of global terrestrial CO2 fertilization [Grande divergência entre satélites e estimativas de modelos da Terra da fertilização global terrestre por CO2]. Nature Climate Change (2015). Received 23 December 2014. Accepted 02 October 2015. Published online 07 December 2015. doi:10.1038/nclimate2879

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