Como os solos mudaram a vida na Terra

Nos primeiros 4 bilhões de anos de existência da Terra, seus continentes eram paisagens empoeiradas, estéreis e rochosas semelhantes à superfície de Marte. Mas, cerca de 500 milhões de anos atrás, tudo isso mudou.

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As plantas terrestres começaram a evoluir a partir de suas algas ancestrais de água doce e gradualmente cobriram a superfície rochosa do planeta. Originalmente com apenas alguns centímetros de altura, as primeiras plantas terrestres evoluíram rapidamente para formas mais complexas. Há 385 milhões de anos, extensas florestas cobriam a superfície do planeta.

Essa nova diversidade de plantas foi sustentada por uma transição que ocorreu abaixo do solo – a formação de raízes e solos. Os solos são tão abundantes hoje que muitas vezes os tomamos como garantidos ou assumimos que são uma característica constante do nosso planeta. Mas este não é o caso. Os solos profundos como os conhecemos existem há menos de 10% da história do nosso planeta.

A formação desses solos mudou drasticamente a vida na Terra. Os solos alteraram paisagens terrestres, cursos de água, ciclagem de nutrientes e minerais e até a composição da atmosfera. O papel desempenhado pelo solo em tornar a Terra habitável destaca a importância de proteger nossos solos hoje.

Muitas pessoas pensam nas plantas como verduras bonitas. Essencial para ar puro, sim, mas organismos simples. Uma mudança radical na pesquisa está mudando a maneira como os cientistas pensam sobre as plantas: elas são muito mais complexas e mais parecidas conosco do que você pode imaginar. Este florescente campo da ciência é encantador demais para fazer justiça a ele em uma ou duas histórias.

Este artigo faz parte de uma série, Plant Curious, explorando estudos científicos que desafiam a maneira como você vê a vida vegetal.

os primeiros solos

A evidência mais antiga de como os solos evoluíram vem de antigos fósseis de plantas terrestres. Uma formação rochosa no nordeste da Escócia, chamada Rhynie Chert, contém fósseis de plantas de 407 milhões de anos excepcionalmente bem preservados. Isso permite que os cientistas estudem a diversidade da vida que prosperou aqui.

A maioria das plantas preservadas no Rhynie chert não possui as raízes grandes e complexas típicas das plantas com as quais você pode estar familiarizado hoje. Em vez disso, seus sistemas de raízes eram compostos de caules finos cobertos por pêlos chamados rizóides. Esses pelos ajudaram a ancorar as plantas na superfície rochosa do planeta e a absorver água e nutrientes.

Novos caules peludos cresceram e se entrelaçaram com a massa de caules mais velhos em decomposição para construir gradualmente um solo turfoso fino com apenas alguns centímetros de espessura. Apesar de sua finura, esse solo resistia a ser soprado ou arrastado, por isso fornecia um ponto de apoio para o crescimento de mais plantas.

Os primeiros solos, como os preservados no Rhynie chert, abrigavam uma gama diversificada de fungos. Alguns formaram relações benéficas com as plantas, ajudando-as a extrair nutrientes em troca do carbono fornecido pelas plantas – outros se alimentaram de tecidos vegetais em decomposição.

Esses solos também formaram um campo de caça para ácaros, nematóides (lombrigas) e aracnídeos primitivos. As plantas, animais e fungos juntos formavam uma teia alimentar complexa.

Este solo fino já estava se unindo à vida.

Diversidade de plantas

Avance 20 milhões de anos e os continentes da Terra são cobertos por florestas com solos com mais de um metro de profundidade. Esse notável aumento da profundidade do solo, no que se considera um curto espaço de tempo geológico, foi alimentado pela evolução das raízes das plantas. As raízes aumentam a profundidade do solo crescendo para baixo e adicionando matéria orgânica mais profundamente ao sedimento.

As raízes são órgãos especializados que permitem às plantas ancorar e extrair água e nutrientes. Eles são especialmente adaptados para a vida abaixo do solo e para abrir caminho para o substrato rochoso abaixo da superfície da Terra.

A passagem de caules peludos agarrados ao topo do substrato rochoso para raízes que perfuraram mais de um metro de profundidade, transformaram os solos e permitiram que as plantas acessassem reservas profundas de água e nutrientes. Essa revolução subterrânea forneceu um ecossistema totalmente novo para a diversificação da vida.

Os solos mudaram mais do que o que está sob nossos pés

Os solos são a interface chave entre a geologia, a atmosfera e os ciclos da água e dos nutrientes. O advento dos solos profundos transformou a interação entre essas partes da Terra e trouxe uma série de mudanças surpreendentes.

Uma mudança foi no ciclo da água. O que antes era uma paisagem coberta por um grande número de pequenos riachos entrecruzados, transformou-se em várzeas com grandes canais de rios sinuosos. Ao mesmo tempo, os solos estavam armazenando água que poderia sustentar mais vida vegetal e voltar rapidamente para a atmosfera.

O período em que os solos estavam se expandindo em profundidade e extensão também foi acompanhado por uma enorme queda nos níveis atmosféricos de CO₂ e resfriamento das temperaturas globais. Essa mudança na composição da atmosfera deveu-se em parte a duas características das raízes e dos solos.

As raízes das plantas ajudaram a aumentar o desgaste das rochas ao quebrar física e quimicamente o leito rochoso – um processo que resulta em uma redução líquida de CO₂ da atmosfera.

Os solos, especialmente os solos de turfa ricos em matéria orgânica, também são enormes reservatórios de carbono. As plantas precisam de CO₂ para crescer e, quando as plantas se decompõem, o CO₂ é liberado de volta para a atmosfera. Mas esse material vegetal não se decompõe totalmente em muitos solos e muito dele é gradualmente enterrado.

Isso bloqueia o carbono em solos turfosos, que, se enterrados, podem formar carvão. A origem de solos profundos e florestas aumentou muito as taxas de sepultamento de carbono na Terra.

O solo sustenta uma enorme quantidade de vida na Terra. Seu papel no ciclo da água, no ciclo dos nutrientes e, fundamentalmente, como reserva de carbono continua sendo fundamental hoje e no futuro. O registro fóssil serve como um lembrete de que devemos proteger nossos solos.