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A evolução ocorreu mais rapidamente do que se pensava nas zonas úmidas da Baía de Chesapeake, o que pode diminuir a chance de que os pântanos costeiros possam suportar o futuro aumento do nível do mar, demonstraram pesquisadores da Universidade de Notre Dame e colaboradores em uma publicação recente em Ciência.
Jason McLachlan, professor associado do Departamento de Ciências Biológicas, avaliou o papel que a evolução desempenha nos ecossistemas da Baía de Chesapeake, estudando um tipo de planta semelhante à grama, Schoenoplectus americanus, também chamada de junco do presidente. A equipe de pesquisa usou uma combinação de sementes históricas encontradas em amostras de sedimentos centrais, plantas modernas e modelos computacionais para demonstrar que as plantas “ressuscitadas” estavam alocando mais recursos em suas raízes abaixo do solo, permitindo-lhes armazenar carbono mais rapidamente do que as plantas modernas.
“Achamos que essa redução surpreendente no crescimento subterrâneo pode ser uma resposta ao aumento da poluição na baía de Chesapeake”, disse McLachlan. “Décadas de poluição resultaram em níveis mais altos de nitrogênio e fósforo nas águas e, como esses são nutrientes para as plantas, a evolução pode agora favorecer plantas que ‘investem’ menos em raízes caras”.
As sementes das plantas históricas permaneceram no subsolo na propriedade do Smithsonian Environmental Research Center na baía, inativas desde meados do século XX. McLachlan e outros pesquisadores os coletaram e permitiram que germinassem e crescessem. Conhecido como ecologia da ressurreição, esse tipo de pesquisa fornece evidências diretas que podem apoiar suposições sobre a mudança evolutiva.
Modelos computacionais já haviam estabelecido a ameaça do aumento do nível do mar para as zonas úmidas costeiras e incorporaram a compreensão dos cientistas sobre como as inundações afetam o crescimento das plantas e como o crescimento das plantas afeta a estabilidade. Enquanto plantas modernas e amostras de meados de 1900 cresceram de forma semelhante acima do solo, as plantas modernas investiram menos recursos para enraizar mais profundamente abaixo do solo. Isso criou menos biomassa abaixo do solo e pode reduzir a capacidade das zonas úmidas de resistir a inundações.
McLachlan e colaboradores mostraram, por meio de modelos computacionais, que as plantas modernas armazenam carbono nos solos 15% mais lentamente do que as plantas de meados do século XX.
McLachlan ficou surpreso com a velocidade com que a mudança evolutiva ocorreu em Schoenoplectus americanus.
“A pesquisa mostra o papel que a evolução desempenha à medida que os ecossistemas são cada vez mais estressados pelos impactos da sociedade humana”, disse ele.
A primeira autora, Megan Vahsen, estudante de doutorado em Notre Dame, descobriu a importância das características das plantas subterrâneas já em 2017, como estudante do primeiro ano de pós-graduação em Notre Dame. Embora os pesquisadores não possam dizer especificamente que as plantas estão investindo relativamente mais energia acima do solo e menos abaixo do solo por causa da poluição, ela acredita que a combinação de técnicas usadas na pesquisa atual fornece novas previsões sobre o impacto da evolução nos ecossistemas. Ela espera que o estudo motive os pesquisadores a estudar as causas que impulsionam a mudança evolutiva.
“Por motivos de inconveniência, a ciência muitas vezes ignorou o que acontece abaixo do solo”, disse ela, observando que ela e os alunos de graduação da Notre Dame passaram cerca de 500 horas lavando e separando as raízes das plantas. “Mas aprendemos muito neste estudo; há tantos segredos acontecendo abaixo do solo.”
McLachlan disse que a pesquisa demonstra ainda mais o papel que a evolução desempenha à medida que os ecossistemas são cada vez mais estressados pelos impactos da sociedade humana.
“A mudança evolutiva ao longo de quase um século desempenhou um papel desestabilizador para os ecossistemas costeiros. Outras espécies em outros ecossistemas podem ter respondido de maneira diferente ao impacto ambiental humano, talvez proporcionando mais resiliência aos ecossistemas, ou talvez sem impacto algum”, disse ele. “Agora que mostramos que a mudança evolutiva pode ser rápida o suficiente e grande o suficiente para afetar a resiliência do ecossistema, esperamos que outros pesquisadores considerem esse componente da resposta biológica à mudança ambiental global”.
Outros colaboradores nesta pesquisa incluem Michael Blum e Scott Emrich da Universidade do Tennessee, Jim Holmquist e Patrick Megonigal do Smithsonian Environmental Research Center, Brady Stiller da Universidade de Notre Dame e Kathe Todd-Brown da Universidade da Flórida, Gainesville. O estudo foi financiado pela National Science Foundation e pelo Programa de Pesquisa Costeira dos Estados Unidos.
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