As alterações climáticas são um dos desafios mais prementes que a humanidade e o mundo natural enfrentam. Afecta a distribuição e a diversidade das espécies vegetais, que por sua vez têm impactos profundos nos serviços ecossistémicos, na segurança alimentar e no bem-estar humano.
No entanto, prever como as plantas responderão às mudanças nas condições ambientais não é fácil, pois há muitos fatores envolvidos, como temperatura, precipitação, solo e competição.
Um novo estudo publicado na revista Nature oferece uma mudança de paradigma em relação aos ciclos de vida no mundo vegetal e utiliza big data para prever o impacto futuro das alterações climáticas na distribuição global de plantas anuais e perenes.
O estudo foi liderado pelo Dr. Niv DeMalach, da Faculdade Robert H. Smith de Agricultura, Alimentação e Meio Ambiente da Universidade Hebraica de Jerusalém; Prof. Itay Mayrose, da Faculdade George S. Wise de Ciências da Vida da Universidade de Tel Aviv; e Dr. Tyler Poppenwimer, ex-aluno de pós-doutorado na Universidade Hebraica e na Universidade de Tel Aviv e agora pesquisador da FDA.
O que são plantas anuais e perenes?
As espécies de plantas podem ser diferenciadas em perenes (plantas que geralmente vivem mais de um ano) e anuais (plantas que completam seu ciclo de vida em uma única estação de crescimento e morrem após produzirem sementes).
A grande maioria das espécies na natureza são perenes, uma vez que esta categoria inclui gramíneas, bem como árvores e arbustos, e são muito importantes para o ecossistema como um todo devido ao seu papel central na moderação das alterações climáticas em todo esse sistema e na prevenção da erosão do solo e inundações.
Entre as culturas, os números são inversos, com as plantas anuais ocupando cerca de 70% das terras agrícolas e constituindo cerca de 80% dos alimentos consumidos pelos seres humanos.
Isso ocorre porque as plantas anuais são mais eficientes na produção de sementes, que são fonte de carboidratos e proteínas e constituem a espinha dorsal da dieta humana.
Durante décadas, os cientistas têm estado interessados nos factores que influenciam a distribuição e os ciclos de vida das plantas perenes e anuais, e na competição entre as duas, para compreender as leis da natureza e a adaptação das diferentes espécies às condições ambientais.
Vários modelos matemáticos foram desenvolvidos para descrever as condições que afectam as plantas perenes e anuais, mas não foram testados em relação a dados empíricos à escala global.
Como os pesquisadores criaram um banco de dados exclusivo do ciclo de vida das plantas?
Os investigadores criaram uma nova e única base de dados global, que permite estabelecer a prevalência de diferentes ciclos de vida em todo o mundo.
Utiliza ferramentas empíricas e big data para examinar paradigmas teóricos sobre como a perturbação humana está a afetar as plantas anuais e a sua distribuição global.
A base de dados reúne num só lugar, pela primeira vez, dados sobre os ciclos de vida de cerca de 235.000 espécies (67% das espécies conhecidas pela ciência), que foram recolhidos ao longo dos últimos 80 anos a partir de diversas fontes em todo o mundo, incluindo milhões de observações de espécies em todo o mundo12:27.
O banco de dados permite aos pesquisadores examinar a relação entre os ciclos de vida das plantas e vários fatores ambientais, como temperatura, precipitação, sazonalidade, solo, altitude e densidade populacional humana.
Os pesquisadores usaram métodos estatísticos e algoritmos de aprendizado de máquina para analisar os dados e identificar os padrões e tendências que explicam a distribuição global de plantas anuais e perenes.
O que descobriram os investigadores sobre o impacto das alterações climáticas no ciclo de vida das plantas?
Os pesquisadores descobriram que as anuais são comuns em regiões onde os verões são marcados por temperaturas particularmente altas e pouca precipitação.
Isto contrasta com a visão anteriormente aceite, que não considerava as estações do ano como um parâmetro relevante e, em vez disso, focava apenas nas médias anuais de temperatura e precipitação.
Os investigadores também descobriram que se espera que as plantas anuais beneficiem mais com o aumento da densidade populacional humana devido às alterações climáticas, o que pode ser devastador para o ecossistema.
Isto ocorre porque as plantas anuais são mais resistentes às perturbações e podem colonizar rapidamente novos habitats, enquanto as plantas perenes são mais sensíveis e requerem condições mais estáveis para sobreviver e reproduzir.
Os investigadores sugerem que as suas descobertas têm implicações importantes para a conservação e gestão da biodiversidade vegetal, bem como para a agricultura e segurança alimentar.
Recomendam que os decisores políticos e os profissionais tenham em conta os efeitos das alterações climáticas e das perturbações humanas nos ciclos de vida das plantas, e elaborem estratégias para proteger e restaurar o equilíbrio entre as plantas anuais e perenes em diferentes regiões do mundo.
Os investigadores esperam que a sua base de dados e estudo sirvam como um recurso valioso para futuras pesquisas sobre ecologia e evolução vegetal, e inspirem mais colaboração e partilha de dados entre cientistas e instituições em todo o mundo.
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