Dentro dos armários e gavetas dos herbários do mundo estão cerca de 400 milhões de espécimes de plantas secas. Essas coleções há muito servem como um registro vital de quais espécies de plantas existem na Terra e onde elas crescem. Mas escondido dentro das folhas, caules, flores e raízes dessecados há muito mais informações sobre como as plantas interagiram com seu ambiente enquanto estavam vivas. Conhecer esses "traços funcionais" - aspectos como estrutura foliar, composição química e teor de água - pode ajudar os pesquisadores a entender como as comunidades de plantas mudam ao longo do tempo e, finalmente, como podemos ajudar os ecossistemas a prosperar no futuro.
Até agora, a única maneira de aprender sobre essas características em coleções de herbários exigia a destruição de pedaços dos preciosos espécimes. Mas, recentemente, pesquisadores da Universidade de Minnesota e da Université de Montréal, em Quebec, desenvolveram uma maneira rápida e não destrutiva de estimar as características funcionais de espécimes de herbário.

Os pesquisadores usaram uma técnica chamada espectroscopia de refletância, que mede quanta luz um material reflete em diferentes comprimentos de onda para obter "impressões digitais" ou espectros espectroscópicos das folhas. Em mais de 600 amostras de plantas dos biomas de florestas temperadas e boreais do norte da América do Norte, eles mediram os espectros de folhas frescas e vivas; folhas que haviam sido prensadas como espécimes de herbário; e folhas moídas. Eles também mediram as características químicas e estruturais das folhas usando meios convencionais. Eles então usaram os dados para desenvolver modelos que usam espectros para estimar características funcionais e avaliaram o desempenho dos modelos em novas amostras de plantas dos mesmos biomas na Cedar Creek Ecosystem Science Reserve. Finalmente, eles testaram o quão bem os espectros poderiam ser usados ​​para diferenciar as espécies.

Suas descobertas:

• Os espectros de folhas frescas produziram as melhores previsões para características relacionadas à estrutura foliar e teor de água, enquanto os espectros de folhas moídas funcionaram melhor para características relacionadas à química das folhas.
• Os espectros de folhas prensadas produziram previsões muito boas - geralmente entre espectros de folhas frescas e folhas moídas. Por exemplo, eles previram mais de 75% da variação no teor de nitrogênio foliar e mais de 90% da variação na massa foliar por área.
• Os espectros de folhas prensadas e de folhas moídas produziram previsões quase perfeitas da identidade das espécies.

A pesquisa, publicada este mês em Métodos em Ecologia e Evolução, oferece aos ecologistas uma nova ferramenta poderosa para usar coleções biológicas para entender como as comunidades de plantas mudam ao longo do tempo, fornecendo insights sobre como podemos manter os ecossistemas saudáveis ​​no futuro.

“Este estudo abre as portas para o uso de espécimes de herbário do mundo para estudar a evolução de características funcionais em toda a árvore da vida da planta”, disse a coautora e professora da Universidade de Minnesota, Jeannine Cavender-Bares. "É um avanço muito empolgante para a integração da ecologia e filogenética."

“Longe de serem apenas plantas mortas em gavetas mofadas, os herbários são algumas das ferramentas mais importantes que temos para entender a impressionante diversidade da vida vegetal”, acrescentou o coautor e ex-aluno de pós-graduação da Universidade de Minnesota Shan Kothari, agora pesquisador de pós-doutorado na Université de Montreal. "Esperamos que este método possa ocupar seu lugar entre as muitas maneiras inteligentes e inovadoras que os ecologistas têm reaproveitado as coleções de herbários para novos fins". + Explorar mais

Como as características funcionais se diversificam e se correlacionam filogeneticamente para espécies de sub-bosque co-ocorrentes em florestas boreais?