As plantas podem piorar a poluição do ar em um planeta em aquecimento

A nova publicação pode ajudar-nos a compreender melhor, prever e potencialmente mitigar os efeitos do aumento da emissão de isopreno à medida que o planeta aquece.

É uma pergunta simples que parece um pouco uma proposta modesta.

“Deveríamos cortar todos os carvalhos?” perguntou Tom Sharkey, ilustre professor universitário do Instituto de Resiliência de Plantas da Michigan State University.

Sharkey também trabalha no Laboratório de Pesquisa de Plantas Energéticas do Departamento de Energia da MSU e no Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular.

Para ser claro, Sharkey não estava sugerindo sinceramente que deveríamos derrubar todos os carvalhos. Ainda assim, a sua pergunta foi séria, motivada pela mais recente investigação da sua equipa, publicada na revista científica Anais da Academia Nacional de Ciências.

A equipa descobriu que, num planeta em aquecimento, plantas como carvalhos e choupos emitirão mais de um composto que agrava a má qualidade do ar, contribuindo para a emissão de partículas problemáticas e para o baixo nível de ozono atmosférico.

O problema é que o mesmo composto, chamado isopreno, também pode melhorar a qualidade do ar limpo, ao mesmo tempo que torna as plantas mais resistentes a fatores de estresse, incluindo insetos e altas temperaturas.

“Queremos que as plantas produzam mais isopreno para que sejam mais resistentes, ou queremos que produzam menos para não piorar a poluição do ar? Qual é o equilíbrio certo?” Sharkey perguntou. “Essas são realmente as questões fundamentais que impulsionam este trabalho. Quanto mais entendemos, mais eficazmente poderemos respondê-las.”

Destaque para o isopreno

Sharkey estuda o isopreno e como as plantas o produzem desde a década de 1970, quando era estudante de doutorado na Universidade Estadual de Michigan.

O isopreno proveniente de plantas é o segundo hidrocarboneto mais emitido na Terra, atrás apenas das emissões de metano provenientes da atividade humana. No entanto, a maioria das pessoas nunca ouviu falar disso, disse Sharkey.

“Está nos bastidores há muito tempo, mas é extremamente importante”, disse Sharkey.

Ganhou um pouco de notoriedade na década de 1980, quando o então presidente Ronald Reagan afirmou falsamente que as árvores produziam mais poluição atmosférica do que os automóveis. No entanto, havia um fundo de verdade nessa afirmação.

O isopreno interage com compostos de óxido de nitrogênio encontrados na poluição do ar produzida por usinas termelétricas a carvão e motores de combustão interna em veículos. Estas reações criam ozono, aerossóis e outros subprodutos que não são saudáveis ​​tanto para os seres humanos como para as plantas.

“Há um fenômeno interessante em que o ar se move pela paisagem de uma cidade, captando óxidos de nitrogênio e, em seguida, movendo-se sobre uma floresta para fornecer essa mistura tóxica”, disse Sharkey. “A qualidade do ar a favor do vento em uma cidade é muitas vezes pior do que a qualidade do ar na própria cidade.”

Agora, com o apoio da National Science Foundation, Sharkey e a sua equipa estão a trabalhar para compreender melhor os processos biomoleculares que as plantas utilizam para produzir isopreno. Os investigadores estão particularmente interessados ​​em saber como esses processos são afetados pelo ambiente, especialmente face às alterações climáticas.

Antes da nova publicação da equipe, os pesquisadores entendiam que certas plantas produziam isopreno à medida que realizavam a fotossíntese. Eles também sabiam que as mudanças que o planeta enfrenta estavam a ter efeitos concorrentes na produção de isopreno.

Ou seja, o aumento do dióxido de carbono na atmosfera reduz a taxa, enquanto o aumento das temperaturas acelera a taxa. Uma das questões por trás da nova publicação da equipe da MSU era essencialmente qual desses efeitos venceria.

“Estávamos procurando um ponto de regulação na via de biossíntese do isopreno sob alto teor de dióxido de carbono”, disse Abira Sahu, principal autora do novo relatório e pesquisadora associada de pós-doutorado no grupo de pesquisa de Sharkey.

“Os cientistas vêm tentando descobrir isso há muito tempo”, disse Sahu. “E, finalmente, temos a resposta.”

“Para os biólogos, o ponto crucial do artigo é que identificamos a reação específica retardada pelo dióxido de carbono, CO2”, disse Sharkey.

“Com isso, podemos dizer que o efeito da temperatura supera o efeito do CO2”, disse ele. “Quando você atinge 95 graus Fahrenheit – 35 graus Celsius – basicamente não há supressão de CO2. O isopreno está jorrando como um louco.”

Nas suas experiências, que utilizaram choupos, a equipa também descobriu que quando uma folha sofria um aquecimento de 10 graus Celsius, a sua emissão de isopreno aumentava mais de dez vezes, disse Sahu.

“Trabalhando com Tom, você percebe que as plantas realmente emitem muito isopreno”, disse Mohammad Mostofa, professor assistente que trabalha no laboratório de Sharkey e foi outro autor do novo relatório.

A descoberta ajudará os pesquisadores a antecipar melhor a quantidade de isopreno que as plantas emitirão no futuro e a se preparar melhor para os impactos disso. Mas os investigadores também esperam que possa ajudar a informar as escolhas que as pessoas e as comunidades fazem entretanto.

“Poderíamos estar fazendo um trabalho melhor”, disse Mostofa.

Num local como a MSU, que alberga mais de 20.000 árvores, isso poderia significar a plantação de menos carvalhos no futuro para limitar as emissões de isopreno.

Quanto ao que fazemos com as árvores que já emitem isopreno, Sharkey tem uma ideia que não envolve derrubá-las.

“A minha sugestão é que deveríamos fazer um trabalho melhor no controlo da poluição por óxido de azoto”, disse Sharkey.

Sarathi Weraduwage, ex-pesquisadora de pós-doutorado no laboratório de Sharkey e agora professora assistente na Bishop’s University em Quebec, também contribuiu para a pesquisa.