Da esquerda para a direita, o estudante de pós-graduação da Universidade Rice, Ali Campbell, abre o caule da grama e coleta uma fina camada de tecido, que será examinada posteriormente sob um microscópio quanto à presença de fungos simbióticos. Crédito:Jeff Fitlow/Rice University
Como qualquer um que atravessou o Texas na Interstate 10 pode lhe dizer, o Lone Star State é onde o leste encontra o oeste. Para o biólogo da Rice University, Tom Miller, a divisão nítida entre os bosques úmidos de pinheiros do leste do Texas e o deserto árido do oeste do Texas também é um laboratório vivo onde ele e seus alunos podem aprender sobre limites que não são encontrados em mapas.
"Esse é um dos gradientes de aridez mais acentuados do planeta", disse Miller sobre a mudança climática do leste para o oeste do Texas. "E é um limite importante para as espécies. Muitas espécies que ocorrem no leste da América do Norte atingem seus limites mais a oeste no Texas."
Miller, professor associado de biociências da Rice, e seu grupo de pesquisa estudam limites de alcance, linhas divisórias biológicas invisíveis entre onde uma espécie pode sobreviver e onde não pode. Em um mundo de mudanças climáticas, essas linhas estão se movendo, e Miller e seus alunos querem estudar e entender como estão se movendo e por quê.
A equipe de Miller estuda gramíneas e outras espécies em oito campos ao longo de um trecho de 580 milhas da I-10 da exuberante Lafayette, Louisiana, até a arenosa Sonora, Texas, cerca de 170 milhas a oeste de San Antonio. Eles iniciaram um estudo inédito para descobrir se um estranho e antigo casamento entre gramíneas nativas do Texas e seus parceiros fúngicos ocultos poderia posicionar as plantas para resistir melhor a secas que devem ser mais frequentes e severas devido à das Alterações Climáticas.
"Os limites de alcance surgem do estresse", disse Miller. "À medida que as plantas vão de lugares muito úmidos para lugares muito secos, seu estresse por seca aumenta. Esperamos que o estresse por seca seja um limite importante para o quão longe a oeste muitas espécies podem chegar, especialmente espécies orientais. maior o estresse hídrico.
"A única coisa sobre este estudo é que estamos tentando entender o papel que micróbios e simbiontes microbianos desempenham na determinação dos limites de alcance das plantas", disse ele.
As espécies de gramíneas no estudo são variedades que prosperam nos meses mais frios. Cada um hospeda endófitos Epichloë, fungos simbióticos que vivem dentro da planta. Em troca de viver uma vida protegida dentro de seus hospedeiros, os fungos fornecem às plantas produtos químicos alcalóides que estudos anteriores mostraram melhorar a tolerância à seca e desencorajar a predação por animais que comem grama.
A partir da esquerda, os alunos Joshua Fowler, Ali Campbell e Sar Lindner carregam equipamentos que usarão em um campo perto de Huntsville, Texas, para coletar amostras de espécies de gramíneas nativas, bem como fungos simbióticos que vivem dentro da grama. Crédito:Jeff Fitlow/Rice University
Em seus experimentos, Miller e seus alunos removem o parceiro fúngico de algumas gramíneas e o deixam em outras. Em cada campo, plantas parceiras e não parceiras são cultivadas em parcelas próximas umas das outras, e a diferença entre elas revela os efeitos do fungo.
“Vamos plantar em todos esses lugares, da Louisiana ao oeste do Texas, e comparar a importância desse efeito microbiano à medida que as gramíneas vão de leste a oeste e seu estresse por seca aumenta”, disse ele. "Isso nos permitirá construir modelos que nos dirão qual o papel dos micróbios na geração de limites de alcance e possivelmente na extensão dos limites de alcance.
"Isso é novo", disse Miller. "Que eu saiba, este será o primeiro estudo a fazer isso."
O aquecimento global já está aumentando as temperaturas no Texas e um relatório de 2021 do escritório do Climatologista do Estado do Texas prevê que o número de dias de 100 graus a cada verão quase dobrará até 2036 em comparação com o número médio de dias de 2001-2020.
O estudante do Skidmore College, Sar Lindner (à esquerda), auxilia o estudante de pós-graduação da Rice University, Ali Campbell, examinando um caule de grama em busca de sinais de fungos simbióticos durante uma expedição de amostragem de campo perto de Huntsville, Texas. Crédito:Jeff Fitlow/Rice University
Faixas de plantas e animais mudarão em resposta, e o gradiente úmido-seco que definiu o centro do Texas por séculos pode mudar à medida que as secas se tornam mais frequentes e mais intensas. Pode-se facilmente imaginar plantas tolerantes e intolerantes à seca marchando junto com essa mudança, seguidas por todos os insetos e animais que dependem delas. Mas o mundo real é muito mais complexo, disse Miller. Mesmo pequenas variações na precipitação média, umidade do solo e muitos outros fatores podem empurrar o equilíbrio de uma forma ou de outra.
"Para as plantas, há também a questão de saber se elas podem mudar para uma nova faixa", disse ele. “A maioria depende do vento ou dos animais para transportar suas sementes para novos lugares, e as mudanças climáticas podem afetar ambos, impossibilitando mudanças de alcance para algumas plantas”.
Entender melhor a relação benéfica entre as gramíneas nativas do Texas e seus parceiros microbianos desvendará peças do quebra-cabeça de mudança de alcance que hoje estão escondidos de ecologistas, biólogos conservacionistas e outros que rastreiam as espécies, disse Miller.
O estudante de pós-graduação em biociências da Rice University, Joshua Fowler, coleta amostras de espécies de gramíneas e seus parceiros microbianos simbióticos em um campo perto de Huntsville, Texas. Crédito:Jeff Fitlow/Rice University
"As formas como os mapas climáticos na geografia já estão mudando e continuarão a mudar", disse Miller. "O que essas associações microbianas significam para a forma como as espécies mudarão em resposta às mudanças climáticas? Os micróbios vão facilitar a expansão para novos habitats? Eles poderiam potencialmente inibir a expansão para outros habitats?"
“As associações microbianas são uma camada oculta neste problema biogeográfico de grande escala, e queremos desbloquear essa camada e informar essa discussão maior sobre como plantas e animais no Texas vão responder às mudanças climáticas”, concluiu Miller.
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