Árvores pedem ajuda – e agora os cientistas conseguem entendê-las

Quando a seca chega, as árvores podem sofrer - um processo que produz sons. Agora, os cientistas podem ter encontrado a chave para entender esses gritos de ajuda.

No laboratório, uma equipe de cientistas franceses capturou o ruído ultrassônico feito por bolhas formadas dentro de árvores estressadas. Como as árvores também produzem ruídos que não estão relacionados aos impactos da seca, os cientistas não tinham sido capazes de discernir quais sons são mais preocupantes. 

"Com este experimento começamos a compreender a origem dos eventos acústicos em árvores", disse Alexandre Ponomarenko, físico da Universidade de Grenoble, na França, cuja equipe conduziu a pesquisa.

Esta descoberta poderia ajudar os cientistas a descobrir quando as árvores estão secas e precisam de água com emergência, acrescentou Ponomarenko, que apresentou os resultados da sua equipe no mês passado em uma reunião da Sociedade Americana de Física em Baltimore, Maryland.

Ouvindo as Árvores

Para descobrir como ouvir as árvores, os cientistas franceses se basearam em seu conhecimento de como as árvores absorvem água - essencialmente bebendo de um "canudo" muito longo.

Dentro dos troncos de árvores estão feixes de tubos especializados chamados xilema, que dependem das forças atraentes entre moléculas de água, bem como aquelas entre água e células de plantas para levar líquido para as folhas mais altas e ramos.

Como as árvores são muito altas, o líquido no xilema pode estar sob intensa pressão - muitas vezes a da atmosfera ao nosso redor -, mas as forças atrativas entre moléculas de água vizinhas mantêm a coluna de água intacta.

Imagine usar um canudo para chupar as últimas gotas da parte inferior do seu copo: Você tem de aumentar a pressão ainda mais. Em árvores atingidas pela seca, este aumento da pressão pode fazer com que a coluna de água se quebre, permitindo que o ar dissolvido forme bolhas que bloqueiam o fluxo de água.

Estes eventos são chamados cavitações, e enquanto as árvores podem suportar alguns, muitos podem ser mortais. Uma vez que as cavitações podem matar árvores, os cientistas e os administradores florestais querem descobrir quando estão aumentando. 

Os cientistas sabem há décadas que microfones podem captar os ruídos que as cavitações fazem. Mas, como não conseguiam ver dentro da árvore, não tinham certeza das origens desses sons, o que poderia ter resultado do rompimento da madeira ou na ruptura ou colapso das células de xilema.

Para responder à pergunta, a equipe colocou uma fina fatia de madeira de pinheiro em uma cápsula de gel líquido para imitar as condições dentro de uma árvore viva.

Os cientistas então evaporaram a água do gel, simulando uma seca. Quando a madeira começou a cavitar, os cientistas filmaram bolhas se formando enquanto gravavam com um microfone.

Os cientistas descobriram que cerca de metade dos sons que eles captaram estavam associados a cavitações. O restante era de outros processos, como bolhas invadindo células vizinhas. Mais importante ainda, as ondas sonoras de cada tipo de evento formavam um padrão distinto. Todos eles estão acima do alcance da audição humana.

Os pesquisadores acreditam que podem comparar sons de árvores vivas com esses padrões e determinar quais processos estão criando os sons.

Ajudando as Árvores Sedentas

De acordo com Ponomarenko, as descobertas podem levar ao desenho de um dispositivo portátil que permite às pessoas diagnosticar árvores estressadas usando apenas microfones.

Tal dispositivo pode ser particularmente importante se as secas se tornarem mais comuns e mais severas, como muitos modelos de aquecimento global preveem.

De fato, um estudo publicado na Nature no outono passado sugeriu que as árvores em muitos lugares - de florestas tropicais na América do Sul a florestas áridas no oeste dos EUA - já "vivem no limite", significando que a taxa de cavitação é quase tão alta quanto elas podem sustentar.

O método de Ponomarenko poderia fornecer um aviso prévio de que as cavitações estão aumentando.

Por exemplo, ele prevê um dispositivo que seria anexado a uma árvore e constantemente ouviria sons de sede. Se necessário, o dispositivo poderia disparar um sistema de irrigação de emergência.

A pesquisa de Ponomarenko é promissora, acrescentou Abe Stroock, da Universidade Cornell, cujo laboratório desenhou a cápsula de gel que a equipe francesa usou. Ele disse que o resultado "abre um novo modo de observação" na cavitação.

Mas ele também observou que as amostras de madeira usadas no estudo da equipe tinham que ser "extirpadas e abusadas", então elas não se comportam necessariamente exatamente como a madeira em uma árvore viva.

"Traduzir [estes resultados] para uma planta viva e em diferentes espécies é muito trabalho, potencialmente", disse ele.

Publicado em 16 de abril de 2013.