Investigadores mapearam, pela primeira vez, a rede de fungos subterrâneos que sustenta grande parte da vida vegetal. Estima-se que a camada superficial dos solos do planeta acolha 110 mil biliões de quilómetros de quilómetros — quase mil milhões de vezes a distância entre a Terra e o Sol — de hifas vivas, ou seja, os filamentos fúngicos que estabelecem uma relação vantajosa com a maioria das árvores e plantas.
“A Terra contém uma vasta infra-estrutura oculta de redes fúngicas sob nossos pés. Essas redes ajudam as plantas a aceder a nutrientes e transportar carbono para o solo, mas até agora não tínhamos uma ideia clara da dimensão global desse sistema”, explica ao Azul o biólogo Justin Stewart, autor principal do estudo publicado esta quinta-feira na revista Science.
Justin Stewart, investigador da Sociedade para a Protecção das Redes Subterrâneas (SPUN, na sigla em inglês) explica que o trabalho traz uma primeira cartografia para compreendermos onde as redes de fungos micorrízicos têm maior densidade, onde estão menos abundantes e, por fim, onde ainda precisamos de obter mais informações.
Os fungos micorrízicos estabelecem relações de simbiose com cerca de 70% das espécies de plantas. Nessa parceria, fornecem nutrientes e água às plantas e recebem em troca o carbono produzido pelos vegetais. É por isso que a rede global de fungos subterrâneos desempenha um papel central no ciclo do carbono planetário.
“Hoje, mais de 70% das espécies de plantas terrestres dependem de fungos micorrízicos”, lê-se no estudo publicado na Science. Os autores sublinham que “estas redes tubulares transportam cerca de mil milhões de toneladas de carbono por ano para os solos da Terra”, o que ajuda a explicar o papel que têm não só no funcionamento dos ecossistemas, mas também na regulação climática. Estima-se que processem anualmente 11% das emissões de CO2 oriundas de actividades humanas.
Colecta de amostras de solo
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Diferentes solos, diferentes redes
Justin Stewart explica que uma das maiores dificuldades desta investigação foi precisamente a enorme diversidade dos solos terrestres. “Um solo desértico, um solo de floresta tropical, um solo de pradaria e um solo agrícola podem ter climas, perfis químicos, comunidades vegetais e histórias de uso da terra muito diferentes”, observa. A isso soma-se o facto de estas redes fúngicas serem microscópicas e difíceis de medir directamente.
Para contornar essa dificuldade, a equipa reuniu medições feitas por investigadores de diferentes partes do mundo, criando uma base de dados global sobre a densidade das hifas vivas, isto é, a quantidade de rede fúngica existente num determinado volume de solo.
O estudo integrou dados de 322 trabalhos científicos, representando mais de 16 mil amostras de solo recolhidas em nove biomas. Com esse material, os autores treinaram modelos de aprendizagem automática para relacionar a densidade das redes com factores ambientais como temperatura, precipitação (chuva), vegetação e características do solo. Depois, cruzaram essas relações com dados de satélite e outros dados ambientais globais para estimar onde estas redes serão mais ou menos densas à escala planetária.
O trabalho obrigou não apenas a medir o comprimento dos filamentos fúngicos, mas também estimar quanto pesam. Para isso, a equipa recorreu a imagiologia robótica de centenas de milhares de hifas vivas, medindo a largura dessas estruturas e combinando-a com a extensão total dessas estruturas.
“Da mesma forma que se pode estimar o tamanho de uma floresta sabendo quantas árvores existem e qual é a dimensão dos troncos e copas, nós combinámos informação sobre o comprimento e a largura das hifas para estimar o volume”, explicou Stewart numa resposta por email. A partir desse volume, foi possível calcular a biomassa.
O sistema circulatório da Terra
A camada superficial dos solos (até 15 centímetros de profundidade) alberga uma massa estimada em cerca de 300 milhões de toneladas de filamentos fúngicos. Trata-se de uma quantidade colossal de biomassa, equiparável ao peso de 30 mil torres Eiffel ou de 1500 navios porta-contentores.
O resultado de tantos cálculos e estimativas é uma imagem inédita da escala das redes fúngicas que existem sob os nossos pés. “É difícil exagerar a importância e a enormidade destes fungos”, afirma Justin Stewart. “Pode haver até dez metros de rede micorrízica numa simples colher de chá de solo.”
Justin Stewart conta ter ficado surpreendido com o contraste entre o peso relativamente modesto destes organismos e a escala quase cósmica da infra-estrutura que constroem. A relevância ecológica destas redes, refere o investigador, “não decorre apenas do seu peso, mas das enormes colecções subterrâneas de redes diferentes que criam”.
Justin Stewart compara essas redes a estradas. O peso total das estradas, diz, não é necessariamente o aspecto mais importante de um mapa rodoviário. O que importa é a acessibilidade que estas infra-estruturas oferecem – os territórios que ligam e o movimento que permitem. O mesmo se passará com estes fungos: são leves, mas a sua extensão e densidade tornam-nos decisivos na circulação subterrânea de carbono, água e nutrientes. É por isso, nota o biólogo, que estas redes fúngicas subterrâneas “são por vezes descritas como parte do sistema circulatório da Terra”.
Das pradarias aos solos agrícolas
O estudo identifica as pradarias como ecossistemas particularmente importantes para os fungos micorrízicos. A conclusão do artigo indica que as análises sugerem que as pradarias albergam as densidades mais elevadas destas redes subterrâneas, e o material de apoio à publicação acrescenta que estes ecossistemas concentram cerca de 40% da biomassa global associada a tais fungos. Entre as regiões apontadas com densidades excepcionais surgem as pradarias inundadas do Sudão do Sul, por exemplo, bem como o planalto tibetano.
Em sentido inverso, as terras agrícolas com culturas intensivas aparecem associadas a densidades aproximadamente 50% inferiores às dos ecossistemas selvagens. Os investigadores não estabelecem uma relação causal directa entre práticas agrícolas intensivas e a qualidade das redes subterrâneas, mas admitem preocupação quanto ao efeito que teias fúngicas menos densas poderão ter sobre a capacidade dos solos para armazenar carbono, reciclar nutrientes e resistir a situações de stress ambiental.
A relação simbiótica entre as plantas e fungos micorrízicos terá mais de 450 milhões de anos e, segundo o artigo, ajudou a moldar a vegetação do planeta e os ciclos biogeoquímicos. A evolução desta parceria, lê-se no estudo, coincidiu com uma redução de 90% do dióxido de carbono atmosférico, num processo que poderá ter facilitado a colonização do meio terrestre por vegetais.
“Os fungos foram ignorados na agenda climática e da conservação durante demasiado tempo. Está na altura de mudar essa trajectória”, afirma bióloga evolucionária Toby Kiers, directora executiva da SPUN, citada num comunicado.
O projecto foi acompanhado por uma visualização interactiva, o Mycorrhizal Infrastructure Map, que permite observar estas estimativas à escala de um quilómetro quadrado em toda a superfície terrestre, à excepção das calotas polares e das zonas para as quais ainda não existem dados suficientes.
Essa insuficiência de dados é, aliás, uma das conclusões do trabalho. A análise de incerteza permitiu identificar ecossistemas sub-amostrados que exigem maior atenção empírica. Por outras palavras, o mesmo que estudo quantifica a extraordinária extensão das redes de fungos micorrízicos também mostra quanto permanece por conhecer sobre a distribuição, vulnerabilidade e papel dessas teias fúngicas no funcionamento do sistema terrestre.