Notícia

Pesquisadores mostram a importância da simbiose entre árvores e fungos para o crescimento das árvores

Cientistas realizam a primeira análise abrangente de dados compilada de florestas europeias em grande escala

Jan Huber via Unsplash

Fonte

ETH Zurique | Instituto Federal de Tecnologia de Zurique

Data

sábado, 15 janeiro 2022 15:50

Áreas

Biologia. Ecologia. Engenharia Florestal. Recursos Naturais.

A maioria das espécies de árvores do mundo tem uma relação próxima com os fungos: as ectomicorrizas, que crescem em suas raízes. Elas formam uma rede densa ao redor das raízes finas, fornecendo nutrientes às árvores e protegendo-as de patógenos. Em troca, os fungos recebem energia na forma de carboidratos, que as árvores produzem por meio da fotossíntese. Os cientistas sabem dessa relação mutualista há muito tempo.

O que está faltando, no entanto, é uma compreensão completa da extensão em que os fungos ectomicorrízicos influenciam o crescimento de árvores maduras e florestas inteiras. Há muito se supõe que fatores físicos como temperatura, chuva e entrada antropogênica de nitrogênio no solo foram os principais fatores que influenciaram o crescimento das árvores, enquanto o efeito das comunidades fúngicas escondidas no subsolo tem sido difícil de medir e negligenciado.

Crescimento três vezes mais rápido

Mas recentemente, o pós-doutorando Mark Anthony e outros membros do grupo liderado pelo Dr. Tom Crowther, professor de Ecologia de Ecossistemas Globais do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurique), mudaram essa compreensão. Estudando cinco espécies das árvores florestais europeias mais comuns, eles mostram que as diferenças nas comunidades de fungos estão ligadas a uma variação ainda maior no crescimento das árvores do que as condições climáticas locais e as entradas antropogênicas de nitrogênio. O estudo foi publicado na revista científica ISME.

“Diferenças nas comunidades de fungos ectomicorrízicos correspondem a um aumento de três vezes nas taxas de crescimento das árvores. Esses fungos também fornecem uma explicação ecológica mais clara para as diferenças no crescimento das árvores em comparação com outros fatores, como temperatura e chuva”, disse o Dr. Mark Anthony, principal autor do estudo.

Fertilizantes fúngicos

As árvores de crescimento mais rápido foram encontradas onde as comunidades de fungos ectomicorrízicos são altamente adaptadas para extrair os compostos do nitrogênio inorgânico – amônio e nitrato – do solo e torná-los disponíveis para as árvores. O nitrogênio inorgânico é encontrado na maioria dos fertilizantes, é a forma de nitrogênio mais energeticamente benéfica e é um excelente promotor de crescimento das plantas.

Houve um crescimento mais lento nas árvores da floresta onde as comunidades fúngicas ectomicorrízicas locais estão adaptadas para suprir as árvores com nitrogênio de fontes orgânicas. Este tipo de nitrogênio é encontrado em biomassa morta e em decomposição no solo. Para liberá-lo, os fungos devem primeiro gerar enzimas especiais para despolimerizar e quebrar a biomassa. Fazer isso custa mais energia aos fungos do que extrair diretamente nitrogênio inorgânico do solo e, por sua vez, também custa mais às árvores. Como os fungos que extraem o nitrogênio orgânico extraem a energia necessária das árvores, as próprias árvores ficam com menos energia para se dedicar ao seu próprio crescimento.

Identificando fungos e suas funções

Para obter esses novos ‘insights’, os pesquisadores identificaram os fungos ectomicorrízicos presentes em amostras de solo em 137 pontos de monitoramento florestal europeu. Eles então emparelharam cada tipo de fungo presente com seu genoma totalmente sequenciado para determinar a função que cada um tem dentro do ecossistema florestal geral. Finalmente, eles correlacionaram as várias funções dos fungos com décadas de dados de crescimento de árvores para revelar a relação entre fungos ectomicorrízicos e o crescimento de árvores. As espécies de árvores investigadas incluíram as árvores de folha caduca, carvalhos e faias, bem como as coníferas, pinheiros e abetos.

Inoculação de mudas de árvores com fungos ideais

As descobertas da equipe terão impacto em pesquisas futuras e na própria silvicultura. Os pesquisadores agora podem identificar os tipos de fungos e suas propriedades que permitirão que as árvores cresçam mais rápido, ou mesmo mais devagar. Desta forma, este estudo pode ajudar o setor florestal a inocular certas florestas usando comunidades fúngicas específicas para efetuar mudanças direcionadas no crescimento das árvores.

“A inoculação de mudas de árvores com fungos já é uma prática consolidada. Nosso trabalho fornece uma base científica sólida para essa prática e pode ajudar a melhorá-la”, disse o Dr. Anthony.

O pesquisador também prevê aplicações relacionadas às mudanças climáticas e condições ecológicas em rápida mudança. Primeiro, o crescimento mais rápido das árvores pode representar uma maneira rápida de absorver mais carbono da atmosfera. Em segundo lugar, algumas árvores não crescem bem em certas áreas devido às mudanças globais; novos parceiros fúngicos podem ser procurados para essas árvores para ajudá-las a sobreviver.

Vantagem de sobrevivência no clima futuro

“No futuro, comunidades de fungos que utilizam nitrogênio orgânico podem ser vantajosas para muitas espécies de árvores”, disse o Dr. Anthony. Isso ocorre porque o aumento das temperaturas e as concentrações de CO2 promovem o crescimento das plantas. Para crescer mais rápido, as árvores utilizam nitrogênio inorgânico facilmente obtido. Ao fazer isso, elas esgotam os estoques desse tipo de nitrogênio mais rapidamente, o que, por sua vez, pode retardar o crescimento em longo prazo. Isso contrasta com as comunidades fúngicas que utilizam o nitrogênio orgânico, que é mais abundante no solo, embora mais difícil de acessar. Os fungos certos podem garantir que sua árvore parceira cresça de forma constante no futuro, capturando esse nitrogênio orgânico em longo prazo.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do ETH Zurique (em inglês).

Fonte: Peter Rüegg, ETH Zurique. Imagem: Jan Huber via Unsplash.

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