Para plantas lenhosas como este rododendro, o momento da folhagem da primavera é um equilíbrio entre maximizar as estações de cultivo e evitar geadas tardias. Ricardo Primack, CC BY-ND

Os padrões do clima nos Estados Unidos parecem uma montanha-russa nos últimos meses. Dezembro e janeiro foram significativamente mais quente do que a média em muitos locais, seguido por onda de frio intensa e de um aquecimento dramático.

Se você já viu arbustos de lilases esmagados por montes de neve e brotando em um dia quente apenas algumas semanas depois, pode estar se perguntando como as plantas toleram esses extremos. Eu estudo como a mudança climática afeta o tempo de eventos sazonais nos ciclos de vida das plantas, pássaros e insetos em Massachusetts, então eu sei que as espécies evoluíram aqui para lidar com o clima mutável da Nova Inglaterra. Mas o aquecimento do clima está perturbando os padrões climáticos e testando a capacidade de adaptação de muitas espécies.

Tolerando o frio

Em dias brutais de inverno, quando as temperaturas estão abaixo de zero, animais hibernam no subsolo ou amontoam-se em locais protegidos. Mas as árvores e os arbustos têm que sentar lá e pegá-lo. Os tecidos em seus troncos, galhos e raízes estão vivos. Como eles sobrevivem ao frio congelante?

No outono, as plantas lenhosas em muitas partes da América do Norte começam preparando para o inverno. Quando suas folhas mudam de cor e caem, seus galhos, galhos e troncos começam a perder água. Como resultado, suas células contêm maiores concentrações de açúcares, sais e compostos orgânicos.

Isso diminui o ponto de congelamento das células e tecidos e permite que sobrevivam a temperaturas muito abaixo do ponto de congelamento normal da água. O truque tem seus limites, portanto, eventos de frio extremo ainda podem matar certas plantas.

As raízes de árvores e arbustos permanecem praticamente inalteradas e inativas durante o inverno, contando com o isolamento da neve e do solo para proteção. Na maior parte, a temperatura do solo ao redor das raízes permanece igual ou acima do ponto de congelamento. Solo, folhas caídas e camadas persistentes de neve isolam o solo acima das raízes e evitam que perca calor.

O perigo surpreendente das geadas primaveris

Depois que as plantas resistem estoicamente aos invernos frios, o início da primavera traz novos perigos. As plantas precisam de folhas o mais cedo possível na primavera para aproveitar ao máximo a estação de crescimento. Mas isso envolve bombear água em suas folhas em desenvolvimento, o que reduz a concentração de açúcares, sais e compostos orgânicos em seus tecidos e remove a proteção contra o frio no inverno.

Cada espécie tem um tempo de saída característico. Espécies de folhagem precoce, como mirtilos e salgueiros, são os jogadores do reino vegetal. Espécies posteriores, como carvalho e pinho, são os tipos cautelosos e conservadores. Para qualquer espécie, foliar muito cedo é um risco porque geadas tardias podem danificar ou matar as folhas jovens.

As flores também são vulneráveis ​​a geadas imprevisíveis na primavera porque contêm muita água. Se as flores das árvores frutíferas, como as maçãs, forem mortas pela geada, as árvores não produzirão frutos no final do verão. As geadas tardias também podem causar períodos de floração decepcionantemente curtos para plantas ornamentais de floração precoce, como forsítias e magnólias.

Chamadas de despertar da planta

Para se proteger contra geadas e ainda aproveitar toda a estação de crescimento, as árvores e arbustos desenvolveram três maneiras de saber quando é hora de começar a crescer na primavera.

Primeiro, as plantas têm requisitos de frio no inverno: elas mantêm a dormência de inverno até serem expostas a um certo número de dias frios de inverno. Essa característica os ajuda a evitar a folhagem ou floração durante períodos anormalmente quentes no meio do inverno.

Em segundo lugar, as plantas também têm requisitos de aquecimento na primavera que promovem o crescimento depois de passarem por um certo número de dias quentes a cada primavera. Esse recurso os ajuda a começar a crescer assim que estiver quente o suficiente.

Terceiro, algumas plantas também têm um fotoperíodo resposta, o que significa que eles reagem ao período de tempo que são expostos à luz em um período de 24 horas. Isso os prepara para a folhagem conforme os dias ficam mais longos e mais quentes na primavera. As faia têm uma necessidade de aquecimento e uma resposta de fotoperíodo, mas a necessidade de temperatura é muito mais forte, então elas começam a crescer depois de apenas alguns dias quentes no final da primavera.

Curiosamente, as árvores norte-americanas, como o bordo vermelho e a bétula preta, são mais cautelosas e conservadoras do que as árvores europeias e do leste asiático. O clima no leste da América do Norte é mais variável, e a ameaça de geadas no final da primavera é maior aqui do que nessas regiões. Como resultado, as árvores da América do Norte evoluíram para foliar algumas semanas depois do que as árvores comparáveis ​​da Europa e do Leste Asiático.

A mudança climática embaralha os sinais

As plantas são altamente sintonizadas com os sinais de temperatura, então o aquecimento causado pela mudança climática está tornando mais difícil para muitas espécies resistir ao frio do inverno e às geadas da primavera. À medida que as temperaturas da primavera ficam mais quentes do que no passado, árvores como maçãs e peras podem reagir com folhas e flores várias semanas antes do normal. Isso pode aumentar sua vulnerabilidade às geadas tardias.

As folhas desta cerejeira foram danificadas por uma geada tardia. Ricardo Primack, CC BY-ND

Essas geadas tardias são tornando-se mais comum Porque a mudança climática está desestabilizando a corrente de jato, levando-o a mergulhar muito mais ao sul, trazendo rajadas de tempo excepcionalmente frio.

Em 2007, um período excepcionalmente quente em março desencadeou árvores para folhagem em todo o leste e centro dos Estados Unidos. Uma forte geada em abril matou as folhas novas e flores de carvalhos, nogueiras e outras espécies de árvores. As árvores foram capazes de produzir uma segunda safra de folhas, mas não puderam substituir totalmente as folhas que haviam perdido, o que provavelmente atrofiou seu crescimento naquele ano.

As pragas de insetos também representam uma ameaça crescente para as plantas. O inverno rigoroso controla muitos insetos encontrados em climas do norte, como adelgídeos lanosos de cicuta e brocas de esmeralda. À medida que os invernos ficam mais amenos, esses insetos têm mais probabilidade de sobreviver, mover-se mais para o norte, causar grandes surtos e danificar árvores.

Invernos mais quentes também levam a mais dias em que o solo está vazio. Ondas de frio que ocorrem quando não há camada isolante de neve podem congele o solo e mate as raízes. Os galhos das árvores e dos arbustos morrem porque as raízes danificadas não podem fornecer água e nutrientes suficientes. Em casos extremos, as plantas podem morrer.

O Mapa da Zona de Resistência de Plantas do Departamento de Agricultura dos EUA mostra que essas zonas - áreas onde várias espécies de plantas têm maior probabilidade de prosperar - estão mudando para o norte à medida que as mudanças climáticas aquecem os EUA.

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Nas próximas décadas, muitas espécies de árvores amantes do frio, como abetos e abetos, se tornarão menos abundantes quando não forem capazes de lidar com novos desafios associados a um clima mais quente. No Nordeste dos Estados Unidos, espécies nativas como o bordo de açúcar e a faia serão gradualmente substituídas por espécies nativas do sul, como carvalhos e nogueiras. E espécies não nativas, como Bordos noruegueses, estão aproveitando essas interrupções para se dispersar nas florestas a partir de estradas e bairros.

Mudanças semelhantes estão acontecendo em muitos lugares à medida que as mudanças climáticas alteram os sinais dos quais as plantas contam para marcar as mudanças das estações.

Sobre o autor

Richard B. Primack, Professor de Biologia, Boston University

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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