p Dentro e ao redor das raízes emaranhadas do chão da floresta, fungos e bactérias crescem com árvores, trocando nutrientes por carbono em uma vasta, mercado global. Um novo esforço para mapear a mais abundante dessas relações simbióticas - envolvendo mais de 1,1 milhão de sítios florestais e 28, 000 espécies de árvores - revelou fatores que determinam onde os diferentes tipos de simbiontes irão florescer. O trabalho pode ajudar os cientistas a entender como as parcerias simbióticas estruturam as florestas do mundo e como elas podem ser afetadas pelo aquecimento do clima. p Pesquisadores da Universidade de Stanford trabalharam ao lado de uma equipe de mais de 200 cientistas para gerar esses mapas, publicado em 16 de maio em Natureza . Do trabalho, eles revelaram uma nova regra biológica, que a equipe batizou de Read's Rule, em homenagem ao pioneiro na pesquisa de simbiose, Sir David Read.

p Em um exemplo de como eles poderiam aplicar esta pesquisa, o grupo usou seu mapa para prever como as simbioses podem mudar até 2070 se as emissões de carbono continuarem inalteradas. Esse cenário resultou em uma redução de 10% na biomassa de espécies de árvores associadas a um tipo de fungo encontrado principalmente em regiões mais frias. Os pesquisadores alertaram que essa perda pode levar a mais carbono na atmosfera porque esses fungos tendem a aumentar a quantidade de carbono armazenado no solo.

p "Existem tantos tipos simbióticos diferentes e estamos mostrando que eles obedecem a regras claras, "disse Brian Steidinger, pesquisador de pós-doutorado em Stanford e principal autor do artigo. "Nossos modelos prevêem mudanças massivas no estado simbiótico das florestas do mundo - mudanças que podem afetar o tipo de clima em que seus netos vão viver."

p Três simbioses

p Oculto para a maioria dos observadores, essas colaborações inter-reinos entre micróbios e árvores são altamente diversas. Os pesquisadores se concentraram no mapeamento de três dos tipos mais comuns de simbiose:fungos micorrízicos arbusculares, fungos ectomicorrízicos e bactérias fixadoras de nitrogênio. Cada um desses tipos abrange milhares de espécies de fungos ou bactérias que formam parcerias únicas com diferentes espécies de árvores.

p Trinta anos atrás, Read desenhou mapas à mão de onde ele pensava que diferentes fungos simbióticos poderiam residir, com base nos nutrientes que fornecem. Fungos ectomicorrízicos alimentam as árvores com nitrogênio diretamente da matéria orgânica, como folhas em decomposição, então, ele propôs, eles teriam mais sucesso em lugares mais frios, onde a decomposição é lenta e a serapilheira é abundante. Em contraste, ele pensava que fungos micorrízicos arbusculares dominariam nos trópicos, onde o crescimento das árvores é limitado pelo fósforo do solo. Pesquisas feitas por outros pesquisadores acrescentaram que as bactérias fixadoras de nitrogênio parecem crescer mal em temperaturas baixas.

p As ideias de teste de Read tiveram que esperar, Contudo, porque a prova exigia a coleta de dados de um grande número de árvores em diversas partes do globo. Essas informações foram disponibilizadas com a Global Forest Biodiversity Initiative (GFBI), que pesquisou florestas, florestas e savanas de todos os continentes (exceto a Antártica) e ecossistemas da Terra.

p A equipe alimentou a localização de 31 milhões de árvores desse banco de dados, juntamente com informações sobre quais fungos ou bactérias simbióticos mais frequentemente se associam a essas espécies em um algoritmo de aprendizagem que determinou como diferentes variáveis, como o clima, química do solo, a vegetação e a topografia parecem influenciar a prevalência de cada simbiose. A partir disso, eles descobriram que as bactérias fixadoras de nitrogênio são provavelmente limitadas pela temperatura e pela acidez do solo, enquanto os dois tipos de simbioses fúngicas são fortemente influenciados por variáveis ​​que afetam as taxas de decomposição - a taxa na qual a matéria orgânica se decompõe no ambiente - como temperatura e umidade.

p "Esses são padrões globais incrivelmente fortes, tão marcantes quanto outros padrões fundamentais de biodiversidade global lá fora, "disse Kabir Peay, professor assistente de biologia na Escola de Humanidades e Ciências e autor sênior do estudo. "Mas antes desses dados concretos, o conhecimento desses padrões foi limitado a especialistas em ecologia micorrízica ou fixador de nitrogênio, embora seja importante para uma ampla gama de ecologistas, biólogos evolucionistas e cientistas da terra. "

p Embora a pesquisa apoiasse a hipótese de Read - encontrar fungos micorrízicos arbusculares em florestas mais quentes e fungos ectomicorrízicos em florestas mais frias - as transições entre biomas de um tipo simbiótico para outro foram muito mais abruptas do que o esperado, com base nas mudanças graduais nas variáveis ​​que afetam a decomposição. Isso apóia outra hipótese, os pesquisadores pensaram:que os fungos ectomicorrízicos mudam seu ambiente local para reduzir ainda mais as taxas de decomposição.

p Este ciclo de feedback pode ajudar a explicar por que os pesquisadores viram a redução de 10 por cento nos fungos ectomicorrízicos quando simularam o que aconteceria se as emissões de carbono continuassem inabaláveis ​​até 2070. O aquecimento das temperaturas pode forçar os fungos ectomicorrízicos a ultrapassar um ponto crítico climático, além da gama de ambientes que eles podem alterar a seu gosto.

p Colaboração de mapeamento

p Os dados por trás deste mapa representam árvores reais de mais de 70 países e colaboração, liderado por Jingjing Liang da Purdue University e Tom Crowther da ETH Zürich, entre centenas de pesquisadores que falam línguas diferentes, estudar diferentes ecossistemas e enfrentar diferentes desafios.

p "Existem mais de 1,1 milhão de parcelas florestais no conjunto de dados e cada uma delas foi medida por uma pessoa no terreno. Em muitos casos, como parte dessas medições, eles basicamente deram um abraço na árvore, "disse Steidinger." Tanto esforço - caminhadas, suor, carrapatos, dias longos - está naquele mapa. "

p Os mapas deste estudo serão disponibilizados gratuitamente, na esperança de ajudar outros cientistas a incluir simbiontes de árvores em seu trabalho. No futuro, os pesquisadores pretendem expandir seu trabalho além das florestas e continuar tentando entender como as mudanças climáticas afetam os ecossistemas.