A fotossíntese das plantas era estável por centenas de anos antes da revolução industrial, mas cresceu rapidamente no século 20, de acordo com uma nova pesquisa publicada hoje em Natureza .

"Praticamente toda a vida em nosso planeta depende da fotossíntese, "disse o professor Elliott Campbell da UC Merced, quem liderou a pesquisa. "Manter o controle sobre o crescimento global das plantas deve ser um objetivo central para a raça humana."

Fotossíntese é o processo pelo qual as plantas usam a luz solar para converter dióxido de carbono (CO2) em carboidratos para alimentar seu crescimento e outras atividades.

Ainda, os pesquisadores não têm uma imagem clara das tendências globais da fotossíntese nos últimos séculos. Algumas atividades humanas podem ter estimulado o crescimento das plantas, enquanto outros podem ter dificultado a fotossíntese. Resultados conflitantes de diferentes experimentos alimentaram o debate científico durante anos.

Mas talvez não por muito tempo. Campbell e um interdisciplinar, uma equipe internacional de cientistas descobriu um registro químico da fotossíntese global que abrange centenas de anos.

"Estudos anteriores cobriram pequenas áreas físicas ou curtos períodos de tempo, "Campbell disse." Nós decidimos encontrar um recorde de longo prazo para todo o planeta. "

Os pesquisadores estimam que a soma de toda a fotossíntese das plantas na Terra cresceu 30% em relação ao recorde de 200 anos que capturaram.

“Estudos já demonstraram mudanças sem precedentes no clima e nos gases de efeito estufa durante a era industrial, "Campbell disse." Agora temos evidências de que também há uma mudança fundamental nas plantas da Terra. "

O Efeito Líquido

A pesquisa não identificou a causa do aumento da fotossíntese, mas os modelos de computador mostraram vários processos que poderiam, juntos, criar uma mudança tão grande no crescimento global da planta.

Os principais candidatos estão aumentando os níveis de CO2 atmosférico, resultado de emissões de atividades humanas; temporadas de cultivo mais longas, resultado de mudanças climáticas causadas por emissões de CO2; e poluição de nitrogênio, outro resultado da combustão de combustíveis fósseis e agricultura.

As atividades humanas que estão por trás do crescimento da fotossíntese têm consequências positivas e negativas.

"O aumento do nível de CO2 estimula o rendimento das safras, "disse Campbell, quem trabalha na Escola de Engenharia e no Instituto de Pesquisa de Sierra Nevada. "Mas também beneficia ervas daninhas e espécies invasoras. Mais importante, As emissões de CO2 causam mudanças climáticas, o que aumentará as inundações das cidades costeiras, clima extremo e acidificação do oceano. "

Outro efeito do aumento da fotossíntese é que pode fazer com que as plantas removam o CO2 do ar e o armazenem nos ecossistemas. Infelizmente, As emissões de CO2 da queima de combustível fóssil superam qualquer absorção pelas plantas.

“O aumento da fotossíntese não foi grande o suficiente para compensar a queima de combustíveis fósseis, "disse o co-autor do artigo Joe Berry, da Carnegie Institution for Science. "Os freios da natureza já foram sobrecarregados. Portanto, agora cabe a nós descobrir como reduzir a concentração de CO2 na atmosfera."

Segredos na neve

Os pesquisadores descobriram o registro da fotossíntese global analisando dados de neve da Antártica capturados pela Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA).

Gases aprisionados em diferentes camadas de neve da Antártica permitem que os cientistas estudem as atmosferas globais do passado. A chave era encontrar um gás armazenado no gelo que fornecesse um registro do crescimento das plantas na Terra.

Estudos anteriores descobriram que o sulfeto de carbonila (COS) desempenha essa função. COS é um primo de CO2, e as plantas removem o COS do ar por meio de um processo relacionado à maneira como absorvem CO2.

Embora a fotossíntese esteja intimamente relacionada ao nível de COS atmosférico, outros processos nos oceanos, os ecossistemas e a indústria também podem mudar o nível do COS.

Para dar conta de todos esses processos, Campbell coordenou a análise entre os membros da equipe de pesquisa, incluindo Ulli Seibt da UCLA; Steve Smith, do Pacific Northwest National Laboratory; Steve Montzka da NOAA; Thomas Launois, do Institut National de la Recherche Agronomique; Sauveur Belviso, do Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement; Laurent Bopp do Laboratoire de Météorologie Dynamique; e Marko Laine do Instituto Meteorológico Finlandês. Seu trabalho foi financiado pelo Departamento de Energia dos EUA, NOAA, a Academia da Finlândia, H2020 e o Conselho Europeu de Pesquisa.

Pesquisa futura, os pesquisadores disseram, incluirá o estudo das mudanças atuais na fotossíntese usando as medições COS em andamento feitas pela NOAA.

"Parte da previsão do estado futuro de nossa atmosfera depende da compreensão dos mecanismos naturais e de como eles estão mudando ao longo do tempo, "disse Montzka, um químico de pesquisa com NOAA. "Estamos fazendo medições e observações, e se não continuarmos a fazer isso, não teremos as informações fundamentais necessárias para responder a questões importantes relacionadas a futuras mudanças atmosféricas. "

Chris Field, um cientista do clima da Universidade de Stanford que não esteve envolvido no estudo, disse que os novos resultados "fornecem outra linha de evidência que confirma a natureza dinâmica dos ecossistemas da Terra e a grande magnitude das mudanças causadas pelas ações humanas."