Plantas e insetos co-evoluíram para emergir aproximadamente ao mesmo tempo na primavera. Marek Mierzejewski/Shutterstock

As sebes em meados de fevereiro poderiam tradicionalmente parecer brancas de neve; este ano, o branco foi obra das flores do abrunheiro – um prenúncio da primavera. Embora seja um sinal bem-vindo após um inverno chuvoso e sombrio, a floração precoce traz desconforto para os observadores experientes da estação. Essa planta sempre floresceu em meados de fevereiro, pensei, ou algo está mudando?

Felizmente, a ciência que regista e compreende eventos sazonais, a fenologia, tem uma longa história na Grã-Bretanha. Roberto Marsham, um naturalista do século 18, manteve registros do aparecimento de flores, pássaros e insetos em sua vila em Norfolk já em 1736. Os descendentes de Marsham continuaram a registrar até 1958. O Woodland Trust mantém a tradição com Calendário da Natureza, um esquema em que o público é convidado a gravar vários eventos sazonais.

Análise detalhada de quase meio milhão de registros de plantas feitos por cientistas em 2022 mostraram que quando todas as espécies foram consideradas em conjunto, o tempo médio de floração no Reino Unido avançou um mês nos últimos 40 anos. Houve variação entre as espécies. Hawthorn, a planta de sebe comum, geralmente floresce 13 dias mais cedo do que no início da década de 1980, enquanto as flores do castanheiro-da-índia aparecem dez dias antes.

O clima aqueceu rapidamente desde a década de 1980. Ao florescer mais cedo, as plantas reconhecem que os invernos estão se tornando mais curtos e amenos. Eles sentem que os dias estão ficando mais quentes e alteram seu desenvolvimento na primavera de uma maneira semelhante à dos humanos que sentem calor na pele e, portanto, saem com menos camadas de roupa. Os mecanismos precisos para detectar estes sinais diferem entre plantas e animais, mas ambos respondem ao clima à medida que este muda.

Detectando luz e calor sem olhos e pele

As plantas detectam os dias mais curtos do outono com um pigmento chamado fitocromo, que é particularmente sensível aos comprimentos de onda na região vermelha do espectro eletromagnético. As noites mais longas de outono alteram a qualidade desta luz vermelha. Embora esta mudança subtil escape aos humanos (os nossos olhos não são sensíveis a esta parte do espectro), uma planta pode detectar esta transição e começar a mudar.

Assim como o outono pode causar uma queda no nível do hormônio serotonina no sangue, uma planta que percebeu a aproximação do inverno aumentará a produção de um hormônio chamado ácido abscísico. Isto tem múltiplos efeitos. Nas árvores decíduas, os galhos param de crescer e desenvolvem botões resistentes de inverno, capazes de sobreviver à geada e à neve, e as folhas caem.

O crescimento na primavera é determinado por gatilhos semelhantes de comprimento de luz e temperatura, mas a temperatura normalmente tem o papel mais significativo. Se as plantas prestassem atenção apenas à luz, correriam o risco de iniciar o crescimento quando as geadas fatais ainda são uma ameaça ou de perder um bom período de crescimento nos dias amenos do início da primavera. A detecção de temperatura determina quando as flores da primavera aparecem. É por isso que o aquecimento global é evidente no aparecimento precoce destas flores.

Não é totalmente compreendido como as plantas detectam a temperatura. Parte disso pode ser devido à quebra de um hormônio que retarda o crescimento em suas células quando o ar cai abaixo de uma determinada temperatura, o que, por sua vez, permite o aumento do hormônio do crescimento.

Embora os humanos tenham nervos na pele para detectar a temperatura, as plantas provavelmente dependem de pigmentos, embora o mecanismo não seja totalmente compreendido. O calor faz parte do mesmo espectro eletromagnético ao qual o fitocromo é sensível, então possivelmente esse pigmento esteja envolvido. Quaisquer que sejam os mecanismos responsáveis ​​pelo início do crescimento, a temperatura também determina a rapidez com que as plantas crescem.

Flores e polinizadores fora de sincronia

Os insetos polinizadores, como as abelhas, devem sincronizar seus ciclos de vida para que estejam em voo quando surgirem as flores das quais se alimentam. O momento de seu surgimento no inverno também é determinado pelos efeitos da temperatura e da duração do dia e mediado por hormônios.

A evolução atuando em muitas gerações de polinizadores gerou uma ligação estreita entre o surgimento das flores e o dos seus polinizadores. Se o aparecimento das flores e dos polinizadores não estiver sincronizado, os insetos não têm néctar e as plantas não são fertilizadas.

Existe uma ligação semelhante entre o surgimento das folhas e os insetos herbívoros que pastam nelas. A rapidez das alterações climáticas e as ligeiras diferenças na forma como os dois grupos respondem correm o risco de quebrar esta sincronia, com graves consequências para ambos os lados.

Um grande estudo por cientistas alemães que analisaram quando as flores e seus polinizadores surgiram entre 1980 e 2020 encontraram um quadro complexo. Ambas responderam às alterações climáticas com floração e aparecimento mais precoces, mas as plantas sofreram uma mudança maior.

Houve variação entre grupos de insetos, abelhas e borboletas mudaram em sincronia com as plantas, mas isso não foi observado nas moscas flutuantes. Também houve variação entre as espécies desses insetos.

Mesmo quando as plantas e os seus insectos dependentes mudam de tempo em sincronia, a fase seguinte da cadeia alimentar pode não ser tão flexível. As folhas de carvalho são alimentadas pela lagarta da mariposa do carvalho. Este, por sua vez, é o principal alimento dos filhotes de pássaros como chapim-azul e papa-moscas-malhados. texto do link. Os pintinhos eclodiram aproximadamente ao mesmo tempo, enquanto as folhas de carvalho e as lagartas apareceram mais cedo e até agora permanecem em sincronia. Mas por quanto tempo?

As flores do abrunheiro negro continuam a ser um alívio bem-vindo do inverno e um sinal de que a primavera está chegando. Mas são também um sinal das alterações climáticas: uma experiência em desenvolvimento sobre o timing e a sincronia das plantas e dos animais – e das intrincadas cadeias alimentares de que fazem parte.

Paulo Ashton, Chefe de Biologia, Edge Hill University

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

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