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Os ambientes urbanos tornaram-se pontos críticos para a compreensão de como ocorre a rápida evolução em resposta a mudanças ambientais extremas. Estes habitats exercem pressões selectivas sobre os organismos residentes que afectam as suas trajectórias evolutivas. Recentemente, pesquisadores do Japão investigaram como a planta rasteira da azeda poderia se adaptar em resposta às temperaturas elevadas resultantes da urbanização. A compreensão desses efeitos pode ajudar a prever características evolutivas para gerenciar a evolução das plantas diante das mudanças nas condições climáticas.
A urbanização e as atividades humanas transformaram uma proporção significativa da terra na Terra, resultando na formação de ambientes urbanos. Estes ambientes urbanos são habitats criados pelo homem que muitas vezes impõem diversas pressões seletivas aos seus habitantes. Uma característica fundamental de tais ambientes é a presença de superfícies impermeáveis e que retêm o calor, criadas com tijolo, pedra, asfalto e concreto. Notavelmente, estas superfícies formam ilhas de calor urbanas, ou seja, regiões com temperaturas superficiais elevadas. Um resultado inesperado do estresse térmico é o impacto no comportamento, na fisiologia e nas trajetórias evolutivas dos organismos residentes. Embora vários estudos tenham investigado o papel do stress térmico urbano na evolução dos animais, os seus efeitos na evolução das plantas permanecem largamente inexplorados.
Para colmatar esta lacuna, uma equipa de investigadores liderada pelo Professor Associado Yuya Fukano da Escola de Pós-Graduação em Horticultura da Universidade de Chiba, Japão, investigou como as ilhas de calor urbanas afectam as cores das folhas das árvores. Oxalis corniculata, também conhecido como azeda rasteira. Esta planta exibe diversas cores de folhas que vão do verde ao vermelho e é encontrada em espaços urbanos e não urbanos em todo o mundo. A pesquisa sugere que essas variações de cores servem como uma adaptação evolutiva para proteger a planta do estresse ambiental. Além disso, acredita-se que os pigmentos vermelhos (antocianinas) nas folhas mitigam os danos induzidos pelo calor e pela luz, interceptando a luz e formando antioxidantes.
Para investigar esta teoria evolutiva, o Dr. Yuya Fukano e sua equipe, composta pelo Dr. a distribuição da cor das folhas na azeda rasteira, em regiões urbanas e não urbanas nas escalas local, paisagística e global. Os resultados do estudo foram publicados em Avanços da Ciência sobre [date]. “Nós notei que as variantes de folhas vermelhas da azeda rasteira geralmente cresciam perto de superfícies impermeáveis em áreas urbanas, mas raramente cresciam em fazendas ou espaços verdes dentro e ao redor da cidade“, diz o Dr. Fukano, enquanto discute suas observações. A equipe identificou um padrão em que variantes de folhas verdes da azeda rasteira dominavam os espaços verdes, enquanto suas contrapartes de folhas vermelhas dominavam os locais urbanos de Tóquio, tanto no nível local quanto na paisagem. Após Após um exame mais aprofundado de um banco de dados on-line, a equipe descobriu que essas descobertas geográficas eram consistentes em todo o mundo, confirmando assim uma ligação entre a urbanização e as variações de cor das folhas na azeda rasteira.
Isso motivou a equipe a quantificar os benefícios adaptativos dessas variações de cor das folhas, examinando sua influência sobre o crescimento da biomassa e a capacidade fotossintética sob condições de estresse térmico e sem estresse térmico em experimentos de cultivo controlados e não controlados.
Através destas experiências, a equipa descobriu que as variantes de folhas vermelhas exibiam taxas de crescimento superiores e maior eficiência fotossintética sob altas temperaturas, enquanto as variantes de folhas verdes prosperavam em temperaturas mais baixas. Como resultado, as variantes de folhas vermelhas tendem a prosperar em áreas urbanas com baixa densidade de plantas devido à alta tolerância ao estresse. O oposto é verdadeiro para os seus homólogos de folhas verdes, que apresentam maior competitividade de crescimento em áreas verdes exuberantes. “Embora essas descobertas não mudem muito no futuro imediato, este estudo apresenta um dos exemplos mais populares de evolução contínua que pode ser observada em áreas urbanas,” comenta o Dr.
A equipe também conduziu análises genéticas de todo o genoma, que indicaram que a variante de folha vermelha do O. corniculata pode ter evoluído várias vezes a partir da planta ancestral de folha verde. Discutindo as implicações dessas descobertas, o Dr. Fukano menciona: “As ilhas de calor urbanas são precursoras do aquecimento global. Compreender a rápida evolução adaptativa dos organismos urbanos às altas temperaturas fornecerá informações valiosas sobre a dinâmica dos ecossistemas e a produção agrícola sustentável.”
Estas adaptações ao estresse de alta temperatura provavelmente se estendem além da cor das folhas, garantindo assim mais pesquisas sobre várias características das plantas para uma compreensão abrangente da adaptação das plantas às ilhas de calor urbanas.
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