Seca de 2023-2024 na Amazónia revela novos sesquiterpenos no ar

O ar por cima da Amazónia tem o cheiro que tem porque as árvores libertam, sem parar, um conjunto de substâncias químicas.

Há anos que os investigadores medem estes compostos e, na maioria das vezes, a combinação é suficientemente previsível para que qualquer desvio grande seja lido como um sinal de alarme.

Durante e depois da seca histórica de 2023 e 2024, as medições mostraram algo nunca observado naquela região.

Surgiram, acima da copa das árvores, moléculas que nunca tinham sido detetadas no ar da floresta tropical - e continuaram a aparecer muito depois de a chuva regressar.

Árvores enviam sinais de alerta

As plantas emitem toda uma família de compostos que viajam pelo ar. O mais leve, o isopreno, é responsável pela névoa azulada que se vê sobre montanhas cobertas de floresta.

Mais pesados e muito mais raros são os sesquiterpenos: moléculas maiores que as árvores libertam quando algo não está bem.

Um deles, o cariofileno, dá ao cravinho e à pimenta-preta o seu toque quente e picante. As árvores libertam sesquiterpenos como sinais de aflição e como químicos protetores, defendendo os tecidos quando o calor, a seca ou as pragas ultrapassam um limiar seguro.

Como estas moléculas são ténues e se degradam em poucos minutos, existem poucas medições deste tipo sobre qualquer floresta tropical.

O Dr. Joseph Byron, do Instituto Max Planck de Química (MPIC), em Mainz, Alemanha, liderou uma equipa com o objetivo de as captar durante um verdadeiro extremo climático.

Medir a “respiração” química da Amazónia

A equipa trabalha no Observatório da Torre Alta da Amazónia (Amazon Tall Tower Observatory), uma infraestrutura germano-brasileira situada a cerca de 150 km a nordeste de Manaus, no Brasil.

Torres de aço elevam-se acima do dossel, permitindo recolher amostras exatamente onde as árvores libertam estes compostos.

A partir de cerca de 23 m de altura, mesmo acima das copas, um amostrador automático puxava ar a cada hora e meia até três horas.

Os compostos ficavam retidos em cartuchos que, mais tarde, eram enviados para um laboratório na Alemanha, onde eram separados e analisados molécula a molécula.

Ao longo de dois anos, foram feitas quatro campanhas de amostragem, alinhadas com o percurso da seca: antes de o El Niño se instalar, perto do pico, durante o abrandamento e após a recuperação.

Desta forma, a equipa conseguiu observar a química a acompanhar o clima ao longo do tempo, em vez de tentar inferir tendências a partir de um único momento.

Calor e seca intensificam-se

Em outubro de 2023, a floresta estava mais quente e mais seca do que qualquer registo anterior indicava.

As temperaturas ao nível da copa - normalmente perto de 26 °C - subiram para valores próximos de 31 °C; a humidade, que ronda os 90%, desceu para valores na casa dos 60% baixos; e o solo secou de forma compatível com esse cenário.

Apesar destas condições, o isopreno e os monoterpenos - parentes mais leves dos sesquiterpenos que muitas árvores também emitem - quase não reagiram à seca, oscilando sobretudo com o padrão habitual das estações mais húmidas e mais secas.

Já os sesquiterpenos comportaram-se de maneira completamente diferente.

Ao longo do El Niño, os seus níveis mais do que duplicaram. A equipa confirmou que se tratava de um aumento real e não apenas de moléculas a persistirem mais tempo por haver menos ozono disponível para as destruir.

Em termos práticos, a floresta parecia estar a gastar carbono escasso para fabricar estes compostos precisamente quando a água e a energia eram mais difíceis de obter.

Sinais de stresse que duram para lá da seca

Mesmo assim, o mais marcante aconteceu depois do pico da seca. A mesma equipa já tinha mostrado num estudo anterior que a floresta deixa “marcas” químicas do próprio stresse.

Desta vez, a marca foi inédita. Quando as chuvas regressaram na primavera de 2024, a floresta começou a libertar moléculas mais pesadas e mais “pegajosas” que nunca tinham surgido nas medições do seu ar: um grupo de álcoois sesquiterpénicos liderado pelo beta-eudesmol.

Até este trabalho, ninguém tinha reportado estes compostos no ar de qualquer floresta tropical.

Em visitas anteriores, os instrumentos tinham registado um zero absoluto para estas substâncias; agora, apareciam em níveis comparáveis aos principais compostos associados ao stresse. Ainda mais estranho: atingiam o máximo depois da seca, e não durante, e permaneciam durante semanas.

A equipa mediu o ar, não o interior das árvores, pelo que a explicação metabólica mantém-se como inferência. Ainda assim, as novas moléculas partilhavam a mesma estrutura de base.

Subiam e desciam em conjunto - um indício de que uma via ativada pelo stresse se tinha ligado e continuava a funcionar muito para lá da fase crítica.

Como as árvores lidam com o stresse

A seca e o calor danificam as árvores, em parte, por inundarem as células com espécies reactivas de oxigénio - moléculas instáveis que destroem tecido a partir do interior.

As plantas sobrevivem ao neutralizá-las, e outros trabalhos sugerem que as árvores amazónicas coordenam este tipo de emissões para aguentar o stresse.

Existe também uma pista vinda da medicina humana. O beta-eudesmol, a molécula que a floresta começou a libertar, é conhecido em óleos essenciais como anti-inflamatório e antioxidante e, em células humanas, ativa genes que ajudam a remover essas mesmas moléculas destrutivas.

Se desempenha o mesmo papel dentro de uma árvore continua a ser uma hipótese.

Os investigadores alertam que as células vegetais e humanas lidam de forma diferente com o stresse oxidativo - os danos causados por estas moléculas instáveis - e ninguém observou estes compostos a atuar em folhas amazónicas.

A seca pode remodelar as emissões

Estas moléculas reactivas agregam-se em partículas minúsculas, capazes de formar núcleos de condensação para nuvens e de dispersar a luz solar. Uma alteração duradoura no que a floresta emite pode, por isso, repercutir-se no tempo e no clima de toda a bacia.

Por enquanto, a floresta recupera entre secas e a sua química volta ao normal.

O líder do projeto, Jonathan Williams, químico atmosférico do instituto, espera que essa capacidade de “reinício” se enfraqueça à medida que o planeta aquece e os El Niños se tornam mais fortes.

“Estas emissões podem tornar-se uma característica permanente da região”, afirmou Williams.

Antes deste trabalho, os álcoois que a floresta produz sob stresse nunca tinham sido registados no seu ar. Agora têm nomes e um padrão bem definido.

Os sesquiterpenos relacionados mais do que duplicam durante secas extremas, e a química defensiva prolonga-se pela época de recuperação antes de desaparecer.

Os cientistas podem acompanhá-los como marcadores vivos de stresse. Um estudo recente encara as secas quentes da bacia como um prenúncio de um futuro mais quente - um futuro em que as emissões das árvores poderão não corresponder a nada do que já foi medido.