É um longo caminho entre o centro da Pensilvânia e a Groenlândia - pelo menos 2, 000 milhas - mas Laura Radville veio para Penn State para que ela pudesse estudar a mudança climática na "capital mundial dos icebergs".

Contudo, a pesquisa conduzida na Groenlândia pelo nativo de Boston não tratou de gelo, mas sim plantas - arbustos árticos para ser mais específico. Seu trabalho se concentrou em como o aumento da temperatura do ar está afetando o crescimento das folhas e caules muito mais do que o crescimento das raízes, talvez "desacoplando" o desenvolvimento de plantas acima e abaixo do solo, ou fenologia.

"O College of Agricultural Sciences da Penn State tem enviado professores e alunos à Groenlândia para realizar pesquisas há anos, e eu queria estudar a mudança climática porque é um grande problema, "disse Radville, candidato ao doutorado em ecologia. "Este foi um projeto especialmente legal porque eu tive que ir para a tundra."

Mudanças nos padrões de crescimento das plantas foram amplamente relatadas em resposta ao aquecimento global, e está bem documentado que o aquecimento geralmente aumenta o crescimento das plantas acima do solo, observou Radville, que é aconselhado por David Eissenstat, professor de fisiologia das plantas lenhosas. Mas a influência do aquecimento na fenologia da raiz não é clara.

A maioria dos modelos da biosfera terrestre assume que o crescimento da raiz e do caule ocorrem ao mesmo tempo e são influenciados pelo aquecimento da mesma maneira, mas estudos recentes sugerem que este não é o caso. Testar essa suposição é particularmente importante no Ártico, Radville apontou, onde mais de 70 por cento da biomassa vegetal pode estar abaixo do solo e o aquecimento está acontecendo mais rápido do que em outros ecossistemas.

Em um artigo publicado na Climate Change Responses no início deste ano, Radville relatou que o pico de crescimento da raiz ocorreu duas semanas e meia antes do crescimento das folhas na tundra na Groenlândia, sugerindo que a fenologia da raiz da primavera não é controlada pelo carbono produzido durante a fotossíntese da primavera. Isso pode desacoplar a fenologia da raiz da primavera da fenologia do rebento da primavera.

Consistente com tal desacoplamento, o crescimento das folhas na primavera foi acelerado pelo aquecimento e atrasado pela herbivoria pela migração do caribu, mas nenhum dos dois influenciou significativamente a fenologia da raiz. O crescimento da raiz não foi impulsionado pela temperatura do solo e ocorreu em temperaturas quase congelantes acima do permafrost. Além disso, a produção de raízes no verão parecia estar ligada à umidade do solo.

Mais recentemente, Radville, que se formou em biologia no College of the Holy Cross em Massachusetts e fez mestrado em biologia na University of Rhode Island, encontraram uma desconexão semelhante entre o crescimento das raízes e o crescimento das folhas e caules das videiras em duas regiões amplamente separadas. Em um artigo de pesquisa publicado este mês no American Journal of Botany , ela relatou que uma análise de vários anos mostrou que a fenologia da videira acima do solo responde de maneira diferente da fenologia abaixo do solo às mudanças na temperatura do ar.

"O aquecimento global pode desacoplar ainda mais o tempo de crescimento acima e abaixo do solo, e isso é importante entender porque, por exemplo, os produtores de uvas precisam saber quando colocar água e nutrientes à medida que as raízes estão crescendo, "ela disse." Mas você não pode realmente avaliar o crescimento da raiz com base em quando as folhas estão crescendo. E a mudança climática está tornando mais difícil adivinhar quando as raízes estão crescendo. "

Nas vinhas, Os pesquisadores da Penn State enterraram tubos de plástico transparentes chamados minirrizotrons ao redor de plantas selecionadas para examinar o momento da produção de raiz de uva. A pesquisa se estendeu por cinco anos em Fredonia, Nova york, e durante um período de três anos em Oakville, Califórnia. Pequenas câmeras foram guiadas pelos tubos, debaixo da terra, para documentar o crescimento de raízes adjacentes.

O efeito da mudança climática sobre os arbustos de tundra provavelmente não chamará a atenção dos entusiastas do vinho preocupados com o futuro crescimento de suas uvas favoritas, mas é importante da mesma forma, de acordo com Radville. A comunidade de plantas Graminoid que ela estudou na Groenlândia é tão importante para as renas e bois almiscarados que pastam extensivamente nela quanto as uvas Concord e Merlot são para os apreciadores de vinho.

"Os arbustos da tundra têm sido pastados por grandes herbívoros há milhares de anos; no entanto, A pesquisa da Penn State mostrou que, como resultado das mudanças climáticas, as folhas estão crescendo no início do ano, "ela disse." Mas os caribus migram ao mesmo tempo toda primavera, e eles preferem e precisam dos realmente jovens, folhas tenras. Pesquisas anteriores descobriram que, se as folhas saem muito cedo, então, quando o caribu chega lá, as folhas tenras não estão disponíveis. Como resultado, os animais têm menos crias, e isso afeta a população de caribus. "

Estamos apenas começando a aprender os efeitos - sutis e não tão sutis - do aquecimento em ecossistemas como a tundra e as regiões de cultivo de uvas, Radville acrescentou. "As implicações do desacoplamento do crescimento das plantas acima e abaixo do solo podem ser substanciais para a precisão dos modelos de absorção de carbono pela mudança climática. No momento, eles não levam em consideração que raízes e folhas não estão fazendo a mesma coisa."