'Completamente inesperado': novo tipo de madeira descoberto por cientistas apelidado de 'madeira média'
Desde que os cientistas estudam as árvores, nós as categorizamos em dois tipos com base no tipo de madeira que produzem. As madeiras macias incluem pinheiros e abetos e geralmente crescem mais rápido do que as madeiras duras, como carvalhos e bordos, que podem levar várias décadas para amadurecer e produzir uma madeira mais densa.
No entanto, o nosso pesquisa recente descobriu algo completamente novo: uma terceira categoria que chamamos de “madeira média”. Esta descoberta pode ser valiosa na luta contra o aumento dióxido de carbono Níveis de (CO₂) em Atmosfera da Terra — a causa primária de mudança climática.
As árvores são sumidouros naturais de carbono. Isso significa que elas absorvem enormes quantidades de CO₂ do ar e as armazenam na sua madeira. A árvore da tulipa (Liriodendron tulipifera), também conhecido como choupo amarelo, é um dos melhores em captura de carbono. No Atlântico médio dos EUA, florestas dominadas por tulipas armazenam entre duas e seis vezes mais carbono do que florestas onde prevalecem outras espécies. A árvore tulipa já está popular em plantações em partes do sudeste da Ásia e citado como uma boa escolha para captura de carbono para jardineiros e planejadores urbanos nos EUA.
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Esta espécie, juntamente com seu parente próximo, a tulipa chinesa (Liriodendron chinense), pertence a uma linhagem antiga que remonta a 50-30 milhões de anos — um período marcado por mudanças significativas no CO₂ atmosférico. Apenas essas duas espécies sobrevivem. E até recentemente, sua química e estrutura, que podem nos dizer por que essas árvores são tão boas em capturar carbono, eram amplamente desconhecidas.
Os métodos tradicionais para analisar a estrutura interna da madeira ignoram as diferenças entre madeira viva e seca, sendo esta última muito mais fácil de estudar. Isso é um problema porque, sem água, a madeira no nível molecular mudanças. O desafio é observar a madeira que ainda retém água.
Superamos isso usando uma técnica conhecida como microscopia eletrônica de varredura de baixa temperatura Laboratório Sainsbury na Universidade de Cambridge. Isso nos permite observar a madeira em uma escala nanométrica — vendo estruturas que são mais de 6.000 vezes menores que um único fio de cabelo humano — enquanto preserva a umidade da madeira para dar uma impressão mais precisa de como a madeira se parece enquanto a árvore está viva.
A evolução da estrutura da madeira
Estudamos várias árvores no Jardim Botânico da Universidade de Cambridge para entender a evolução das estruturas de madeira. Coletamos amostras vivas de plantas que representam marcos importantes na história evolutiva. Essas plantas estão a uma curta caminhada do microscópio, o que nos permite examinar as amostras sem que elas sequem.
Descobrimos que o tamanho da macrofibrila, uma fibra composta principalmente de celulose, que é o bloco de construção químico básico da madeira e dá às plantas a força para crescerem altas, varia significativamente entre madeiras duras e macias. Em madeiras duras, como carvalho e bordo, a macrofibrila mede cerca de 16 nanômetros (nm) de diâmetro, enquanto em madeiras macias como pinho e abeto, é cerca de 28 nm. Essas diferenças podem explicar por que madeiras macias e duras são diferentes e podem nos ajudar a descobrir por que alguns tipos de madeira são melhores em armazenar carbono do que outros.
Entender como a madeira evoluiu pode nos ajudar a identificar e explorar plantas que podem mitigar as mudanças climáticas. A árvore tulipa sozinha não nos diz isso, então voltamos mais no tempo e examinamos angiospermas basais, um grupo de plantas floridas raras e antigas que ainda existem como remanescentes dos primeiros estágios da evolução das plantas. Um membro deste grupo é Amborella trichopodaque possui macrofibrilas maiores de 28 nm, o que sugere que as macrofibrilas de madeira dura surgiram depois das de madeira macia.
Mas quando exatamente isso aconteceu?
Para responder a esta pergunta, exploramos a família das magnólias, incluindo as de flores roxas. Magnólia liliifloraque são algumas das plantas floríferas sobreviventes mais antigas, conhecidas por sua beleza ornamental. As que testamos têm macrofibrilas semelhantes a madeira dura com um diâmetro de 15-16 nm, o que significa que a mudança de madeira macia para madeira dura provavelmente ocorreu durante a evolução das magnólias.
A árvore tulipa é uma parente próxima das magnólias, mas sua madeira não se encaixa perfeitamente nas categorias de madeira macia ou madeira dura. Em vez disso, suas macrofibrilas tinham um diâmetro de cerca de 22 nm — no meio do intervalo entre madeiras duras e madeiras macias. Essa estrutura intermediária foi completamente inesperada e nos levou a classificar a madeira da árvore tulipa como “madeira média”, uma categoria inteiramente nova.
Midwood: um super acumulador de carbono?
Por que as tulipas têm esse tipo de madeira único? Não podemos dizer com certeza, mas acreditamos que esteja relacionado às pressões evolutivas que essas árvores enfrentaram milhões de anos atrás.
Quando as tulipas evoluíram pela primeira vez, os níveis de CO₂ atmosférico estavam caindo de cerca de 1.000 partes por milhão (ppm) para 500 ppm. Essa redução no CO₂ disponível pode ter levado as tulipas a desenvolver um método mais eficiente de armazenamento de carbono, levando à sua estrutura única de macrofibrilas. Hoje, essa adaptação provavelmente contribui para sua capacidade excepcional de sequestrar carbono.
Não podemos mais assumir, ao olhar para uma árvore não estudada anteriormente, que ela se enquadra nas mesmas duas categorias (madeira macia ou madeira dura) em que os cientistas colocam as árvores há anos. A árvore tulipa, com sua estrutura de madeira média, corresponde a uma atitude “faminta por carbono”. Agora estamos analisando se sua estrutura de madeira aparentemente única é a única razão pela qual ela é a rainha da captura de carbono, e estamos ampliando nossa busca para descobrir se há mais árvores de madeira média — ou até mesmo mais novos tipos de madeira por aí.
Essas descobertas ressaltam a importância da pesquisa botânica e o papel que coleções, como as do Jardim Botânico da Universidade de Cambridge, desempenham na descoberta de novos insights na ciência das plantas. Da próxima vez que você visitar um jardim botânico, lembre-se de que ainda há muitos mistérios escondidos no reino vegetal, esperando para serem descobertos.
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