Como o fumo dos incêndios florestais afeta as árvores

Quando o fumo dos incêndios florestais está no ar, os médicos aconselham as pessoas a permanecerem dentro de casa, para não inalarem partículas e gases nocivos. Mas o que acontece às árvores e a outras plantas, que não conseguem fugir ao fumo?

Aparentemente, reagem de forma algo semelhante à nossa: algumas árvores fecham, na prática, as suas janelas e portas e suspendem a respiração.

Enquanto cientistas da atmosfera e da química, investigamos a qualidade do ar e os efeitos ecológicos do fumo dos incêndios florestais e de outros poluentes. Um estudo que começou quase por acaso, quando o fumo inundou o nosso local de investigação no Colorado, permitiu-nos observar em tempo real a resposta das folhas de pinheiros vivos.

Como respiram as plantas

As plantas têm poros à superfície das folhas, chamados estomas. Estes poros assemelham-se à nossa boca, com a diferença de que nós inspiramos oxigénio e expiramos dióxido de carbono, enquanto as plantas absorvem dióxido de carbono e libertam oxigénio.

Tanto os seres humanos como as plantas absorvem outros compostos químicos presentes no ar circundante e emitem substâncias produzidas no seu interior - hálito a café, no caso de algumas pessoas, ou aromas de pinheiro, no de certas árvores.

Ao contrário dos humanos, contudo, as folhas inspiram e expiram em simultâneo, absorvendo e libertando continuamente gases atmosféricos.

Indícios de mais de um século de investigação

No início do século XX, cientistas que estudavam árvores em zonas muito poluídas verificaram que as expostas cronicamente à poluição causada pela queima de carvão apresentavam grânulos pretos a obstruir os poros foliares através dos quais as plantas respiram. Suspeitavam que a substância desses grânulos era parcialmente produzida pelas próprias árvores, mas, devido à ausência de instrumentos disponíveis na época, nunca foi analisada a química dos grânulos nem os seus efeitos na fotossíntese das plantas.

A maior parte da investigação moderna sobre os efeitos do fumo dos incêndios florestais tem-se concentrado nas culturas agrícolas, com resultados contraditórios.

Por exemplo, uma investigação realizada em vários locais agrícolas e zonas húmidas da Califórnia concluiu que o fumo dispersava a luz de uma forma que tornava as plantas mais eficientes na fotossíntese e no crescimento. Porém, um estudo laboratorial, no qual as plantas foram expostas a fumo artificial, verificou uma redução da produtividade vegetal durante e após a exposição ao fumo - embora as plantas tenham recuperado ao fim de algumas horas.

Há outros sinais de que o fumo dos incêndios florestais pode afetar negativamente as plantas. Talvez até já tenha sentido um deles: quando as uvas são expostas ao fumo, o vinho pode ficar contaminado.

O que torna o fumo tóxico, mesmo longe do incêndio

À medida que o fumo dos incêndios florestais percorre grandes distâncias, é exposto à luz solar e sofre alterações químicas.

A mistura de compostos orgânicos voláteis, óxidos de azoto e luz solar pode formar ozono ao nível do solo, que pode provocar problemas respiratórios nos seres humanos. Também pode prejudicar as plantas, ao degradar a superfície das folhas, oxidar os tecidos vegetais e abrandar a fotossíntese.

Embora os cientistas normalmente considerem as regiões urbanas como grandes fontes de ozono que afeta as culturas situadas a sotavento, o fumo dos incêndios florestais constitui uma preocupação emergente. Outros compostos, incluindo os óxidos de azoto, também podem prejudicar as plantas e reduzir a fotossíntese.

No seu conjunto, os estudos indicam que o fumo dos incêndios florestais interage com as plantas de formas ainda pouco compreendidas. Esta lacuna na investigação deve-se ao facto de ser difícil estudar os efeitos do fumo nas folhas de plantas vivas em ambiente natural: os incêndios florestais são difíceis de prever e as condições de fumo podem não ser seguras.

Investigação acidental em pleno incêndio florestal

Não pretendíamos estudar as respostas das plantas ao fumo dos incêndios florestais. Estávamos, sim, a tentar perceber como as plantas emitem compostos orgânicos voláteis - os químicos que fazem uma floresta cheirar a floresta, mas que também afetam a qualidade do ar e podem até alterar as nuvens.

O outono de 2020 foi uma má época de incêndios florestais no oeste dos Estados Unidos, e um fumo denso atravessou um local de trabalho de campo onde estávamos a trabalhar, nas Montanhas Rochosas do Colorado.

Na primeira manhã de fumo intenso, realizámos o nosso teste habitual para medir a fotossíntese ao nível da folha em pinheiros ponderosa. Ficámos surpreendidos ao descobrir que os poros da árvore estavam totalmente fechados e que a fotossíntese era quase nula.

Também medimos as emissões, pelas folhas, dos seus compostos orgânicos voláteis habituais e obtivemos valores muito baixos. Isto significava que as folhas não estavam a “respirar” - não absorviam o dióxido de carbono de que necessitam para crescer nem libertavam os compostos que normalmente emitem.

Perante estes resultados inesperados, decidimos tentar forçar a fotossíntese e verificar se conseguíamos “desfibrilhar” a folha para o seu ritmo normal. Ao alterar a temperatura e a humidade da folha, desobstruímos as suas “vias respiratórias” e observámos uma melhoria súbita da fotossíntese, acompanhada por uma libertação de compostos orgânicos voláteis.

Os dados recolhidos ao longo de vários meses mostraram-nos que algumas plantas reagem a episódios intensos de fumo dos incêndios florestais interrompendo as trocas com o ar exterior. Na prática, sustêm a respiração, embora só depois de terem sido expostas ao fumo.

Avançamos várias hipóteses para os processos que podem ter levado as folhas a fechar os poros: as partículas de fumo podem revestir as folhas, criando uma camada que impede a abertura dos poros. O fumo também pode entrar nas folhas e obstruir os poros, mantendo-os pegajosos. Ou as folhas podem reagir fisicamente aos primeiros sinais de fumo e fechar os poros antes de enfrentarem a sua pior intensidade.

É provável que se trate de uma combinação destas e de outras respostas.

O impacto a longo prazo continua desconhecido

Ainda não existe consenso sobre a duração exata dos efeitos do fumo dos incêndios florestais nem sobre a forma como episódios repetidos de fumo afetarão as plantas - incluindo árvores e culturas agrícolas - a longo prazo.

Com o aumento da gravidade e da frequência dos incêndios florestais devido às alterações climáticas, às políticas de gestão florestal e ao comportamento humano, é importante compreender melhor este impacto.

Delphine Farmer, professora de Química, Colorado State University, e Mj Riches, investigadora de pós-doutoramento em Ciência Ambiental e Atmosférica, Colorado State University

Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.