Maiores árvores do mundo podem guardar o segredo para lidar com as secas

Erguendo-se mais de 70 metros acima da copa da floresta tropical, uma árvore gigantesca, semelhante a um arranha-céu, pode parecer quase invencível. Algumas delas sobreviveram a séculos de tempestades, secas e competição.

As grandes árvores enfrentam um desafio de engenharia formidável: subir com a água por dezenas de metros do solo até as folhas, bem acima do chão da floresta. Um desafio que se intensifica durante a seca.

Mas será que as árvores gigantes são excepcionalmente vulneráveis às secas ou elas poderiam ajudar as florestas a permanecerem resilientes à medida que as temperaturas globais aumentam?

Pesquisas nessa área realizadas na última década mostram que não há uma única maneira pela qual as florestas tropicais respondem às secas. Em algumas florestas, as árvores grandes morrem de forma desproporcional; em outras, elas parecem surpreendentemente resilientes.

Em 2015, meus colegas e eu analisamos como as secas afetavam as florestas ao redor do mundo. Descobrimos que, durante uma seca, as árvores maiores tinham mais chances de morrer ou de ter seu crescimento atrofiado do que as árvores menores.

Isso nos pareceu lógico. Árvores maiores precisam transportar água por distâncias verticais maiores. Elas ficam mais expostas à luz solar e às exigências atmosféricas. Suas copas ficam acima do dossel, onde as temperaturas são mais altas e as condições são mais adversas.

A teoria hidráulica apontava na mesma direção. As árvores transportam água das raízes para as folhas por meio de uma coluna contínua sob tensão, como se estivessem bebendo com um canudo. Durante uma seca severa, essa coluna pode se romper, causando falha hidráulica e, potencialmente, a morte da árvore. Em 2012, pesquisadores demonstraram que muitas espécies de árvores operam muito próximas dos limites de seus sistemas de transporte de água durante uma seca.

Portanto, árvores grandes parecem ser particularmente vulneráveis.

A seca na Amazônia durante a fase quente do evento El Niño muito intenso de 2015-16 pareceu confirmar esse padrão. Trabalhando com colegas de toda a América do Sul, medimos mais de meio milhão de árvores para tentar compreender as respostas da floresta à seca. A floresta da região tem atuado como um sumidouro líquido de carbono, absorvendo mais carbono do que emite. Mas o sumidouro praticamente desapareceu então, e mais árvores de todos os tamanhos morreram, sendo o aumento da mortandade maior entre as árvores de maior porte.

Curiosamente, no entanto, as florestas mais afetadas não foram necessariamente aquelas em ambientes mais úmidos. Em vez disso, as consequências mais graves ocorreram em florestas que já cresciam em condições relativamente secas, particularmente nas bordas da Amazônia.

Essas florestas abrigam espécies de árvores que lidam rotineiramente com a seca sazonal. Elas, no entanto, ainda se mostraram altamente vulneráveis ao calor extremo e ao estresse hídrico. A adaptação à seca regular não protege necessariamente as florestas contra calor e estresse hídrico excepcionalmente intensos.

Árvores com madeira menos densa também foram mais vulneráveis, um resultado que correspondeu às expectativas da teoria hidráulica. Um estudo de 2023 demonstrou que características hidráulicas podem prever diretamente o risco de mortalidade por seca nas florestas da Amazônia.

Juntas, essas descobertas parecem reforçar a tese de que a vulnerabilidade à seca está intimamente ligada aos desafios hidráulicos enfrentados por árvores de grande porte.

Mas os impactos da seca nas florestas tropicais africanas revelaram um quadro diferente durante o mesmo El Niño de 2015-16.

Em vez de as árvores grandes serem as mais afetadas, as reduções no crescimento foram mais acentuadas entre as árvores menores. As árvores maiores pareciam comparativamente mais protegidas contra o estresse hídrico.

Essas respostas contrastantes demonstram que nem todas as árvores ou florestas reagem à seca da mesma maneira. Pode não haver uma relação universal entre a seca e a mortalidade das árvores. A principal causa de morte pode variar entre as florestas: em algumas, a falha hidráulica pode predominar, enquanto em outras a competição, a limitação de carbono ou perturbações podem ser mais importantes.

Não estamos mais perguntando se árvores grandes são mais vulneráveis, mas sob quais condições elas se tornam vulneráveis?

Um estudo recente publicado na revista científica Nature em um gradiente de precipitação em Porto Rico acrescenta mais uma camada de complexidade. Os pesquisadores descobriram que as características de resistência às secas variavam mesmo dentro de uma mesma espécie, com árvores em florestas mais secas apresentando maior resistência à falha hidráulica.

A resiliência florestal pode depender não apenas das espécies presentes, mas também da capacidade dessas espécies de se adaptarem às condições locais de seca.

As dipterocarpáceas são as gigantes da floresta. As árvores dessa família atingem tamanhos enormes, têm alta densidade de madeira e, portanto, armazenam grandes quantidades de carbono. Elas costumam se elevar bem acima do dossel, como arranha-céus. As dipterocarpáceas dominam muitas florestas do Sudeste Asiático e incluem algumas das árvores tropicais mais altas da Terra. Medi-las é extremamente difícil.

Por ter trabalhado nessas florestas em Bornéu, sei como é difícil estudar essas árvores. O terreno é íngreme, as árvores são enormes e, muitas vezes, apresentam contrafortes. Fazer medições fisiológicas em árvores tão altas é uma realização extraordinária.

Um estudo recente descobriu que essas árvores gigantes parecem capazes de compensar o desafio hidráulico da altura por meio de ajustes anatômicos e fisiológicos, mantendo a função hidráulica apesar de seu grande tamanho.

O tamanho pode não ser tudo

As descobertas sugerem que, nessas florestas, o tamanho por si só não aumenta necessariamente a vulnerabilidade às secas.

Uma implicação é que o tamanho em si pode não ser o fator determinante da vulnerabilidade. Em vez disso, o tamanho pode ser simplesmente um indicador da exposição a condições mais intensas, quentes e secas na copa das árvores.

Em muitos estudos, árvores grandes são mais vulneráveis porque enfrentam essas condições mais adversas. Mas se uma espécie ou uma árvore específica for capaz de compensar fisiologicamente, como as dipterocarpáceas da ilha de Bornéu parecem ser capazes, a relação entre tamanho e vulnerabilidade torna-se mais complexa.

Árvores verdadeiramente gigantes são raras. Surpreendentemente, ainda se sabe muito pouco sobre elas.

Na maioria das parcelas de inventário florestal de longo prazo, as maiores árvores são apenas um punhado de troncos. As chamadas "árvores grandes" em muitos conjuntos de dados costumam ser muito menores do que as árvores gigantes encontradas em lugares como Bornéu.

As dipterocarpáceas são excepcionais? Ou simplesmente não avaliamos suficientemente a resiliência entre as árvores gigantes em todo o mundo? No momento, os cientistas não sabem.

O que está ficando mais claro é que não existe uma regra única para prever as respostas das florestas às secas.

Amy Bennett recebeu financiamento do Conselho de Pesquisa do Meio Ambiente Natural (NERC), do Conselho Europeu de Pesquisa, da Agência Espacial Europeia, do British Council, da Royal Society e da União Europeia.