As árvores também não gostam de respirar a fumaça dos incêndios florestais e prendem a respiração para evitá-la

Quando a fumaça dos incêndios florestais está no ar, os médicos incentivam as pessoas a fique dentro de casa para evitar respirar partículas e gases nocivos.Mas o que acontece com as árvores e outras plantas que não conseguem escapar da fumaça?

Eles respondem um pouco como nós, acontece:Algumas árvores essencialmente fecham as janelas e portas e prendem a respiração.

Como atmosférico e cientistas químicos, estudamos a qualidade do ar e os efeitos ecológicos da fumaça dos incêndios florestais e de outros poluentes.Num estudo que começou por acaso, quando o fumo tomou conta do nosso local de investigação no Colorado, conseguimos assista em tempo real como as folhas dos pinheiros vivos responderam.

Como as plantas respiram

As plantas têm poros na superfície das folhas chamados estômatos.Esses poros são muito parecidos com as nossas bocas, exceto que enquanto inalamos oxigênio e exalamos dióxido de carbono, as plantas inalam dióxido de carbono e exalam oxigênio.

Tanto os humanos como as plantas inalam outros produtos químicos no ar ao seu redor e exalam produtos químicos produzidos dentro deles – hálito de café para algumas pessoas, aromas de pinheiro para algumas árvores.

Ao contrário dos humanos, porém, as folhas inspiram e expiram ao mesmo tempo, inspirando e liberando constantemente gases atmosféricos.

Pistas de mais de um século de pesquisa

No início da década de 1900, os cientistas que estudavam árvores em áreas altamente poluídas descobriram que as pessoas cronicamente expostas à poluição proveniente da queima de carvão tinham grânulos pretos obstruindo os poros das folhas através do qual as plantas respiram.Suspeitaram que a substância contida nestes grânulos foi parcialmente criada pelas árvores, mas devido à falta de instrumentos disponíveis na altura, a química desses grânulos nunca foi explorada, nem os efeitos na fotossíntese das plantas.

A maioria das pesquisas modernas sobre os efeitos da fumaça dos incêndios florestais concentrou-se nas culturas, e a os resultados têm sido conflitantes.

Por exemplo, um estudo de múltiplas culturas e zonas húmidas na Califórnia mostrou que o fumo dispersa a luz de uma forma que torna as plantas mais eficiente na fotossíntese e no crescimento.No entanto, um estudo de laboratório no qual as plantas foram expostas à fumaça artificial descobriu que a produtividade das plantas caiu durante e após a exposição à fumaça – embora essas plantas se recuperou depois de algumas horas.

Existem outras pistas de que a fumaça dos incêndios florestais pode impactar as plantas de forma negativa.Você pode até ter provado um:Quando as uvas são expostas ao fumo, a sua o vinho pode estar contaminado.

O que torna a fumaça tóxica, mesmo longe do fogo

Quando a fumaça dos incêndios florestais percorre longas distâncias, ela cozinha à luz do sol e muda quimicamente.

A mistura de compostos orgânicos voláteis, óxidos de nitrogênio e luz solar irá fazer ozônio ao nível do solo, o que pode causar problemas respiratórios em humanos.Também pode danificar as plantas, degradando a superfície das folhas, oxidando o tecido vegetal e retardando a fotossíntese.

Embora os cientistas geralmente pensem nas regiões urbanas como grandes fontes de ozônio que afetam as colheitas na direção do vento, a fumaça dos incêndios florestais é um preocupação emergente.Outros compostos, incluindo óxidos de nitrogênio, também podem prejudicar as plantas e reduzir a fotossíntese.

No seu conjunto, os estudos sugerem que o fumo dos incêndios florestais interage com as plantas, mas de formas pouco compreendidas.Esta falta de pesquisa é motivada pelo fato de que é difícil estudar os efeitos da fumaça nas folhas das plantas vivas na natureza:Incêndios florestais são difíceis de prever e pode ser perigoso estar em condições de fumaça.

Pesquisa acidental – no meio de um incêndio florestal

Não pretendíamos estudar as respostas das plantas à fumaça dos incêndios florestais.Em vez disso, estávamos tentando entender como as plantas emitem compostos orgânicos voláteis – os produtos químicos que fazem as florestas cheirarem como floresta, mas também impactar a qualidade do ar e pode até mudar as nuvens.

Cair 2020 foi uma temporada ruim para incêndios florestais no oeste dos EUA, e uma fumaça espessa passou por um campo onde estávamos trabalhando nas Montanhas Rochosas do Colorado.

Na primeira manhã de forte fumaça, fizemos nosso teste habitual para medir a fotossíntese ao nível das folhas dos pinheiros Ponderosa.Ficamos surpresos ao descobrir que os poros da árvore estavam completamente fechados e a fotossíntese era quase nula.

Também medimos as emissões das folhas dos seus habituais compostos orgânicos voláteis e encontramos leituras muito baixas.Isso significava que as folhas não estavam “respirando” – não estavam a inalar o dióxido de carbono de que necessitam para crescer e não estavam a exalar os produtos químicos que normalmente libertam.

Com estes resultados inesperados, decidimos tentar forçar a fotossíntese e ver se conseguíamos “desfibrilar” a folha ao seu ritmo normal.Ao alterar a temperatura e a humidade da folha, desobstruímos as “vias respiratórias” da folha e observámos uma melhoria súbita na fotossíntese e uma explosão de compostos orgânicos voláteis.

O que nossos dados de meses nos disseram é que algumas plantas respondem a fortes surtos de fumaça de incêndios florestais encerrando sua exchange com ar exterior.Eles estão efetivamente prendendo a respiração, mas não antes de serem expostos à fumaça.

Nossa hipótese é de alguns processos que poderiam ter feito com que as folhas fechassem os poros:Partículas de fumaça podem revestir as folhas, criando uma camada que impede a abertura dos poros.A fumaça também pode entrar nas folhas e obstruir os poros, mantendo-as pegajosas.Ou as folhas podem responder fisicamente aos primeiros sinais de fumaça e fechar os poros antes que piorem.

Provavelmente é uma combinação dessas e outras respostas.

O impacto a longo prazo ainda é desconhecido

O júri ainda não decidiu quanto tempo exactamente duram os efeitos do fumo dos incêndios florestais e como os repetidos eventos de fumo afectarão as plantas – incluindo árvores e culturas – a longo prazo.

Com os incêndios florestais aumentando em gravidade e frequência devido a das Alterações Climáticas, políticas de gestão florestal e humano comportamento, é importante obter uma melhor compreensão do impacto.