Formigas defendem plantas de herbívoros, mas podem atrapalhar polinização

Conclusões da pesquisa são resultado da análise de dados publicados em 27 estudos empíricos sobre as relações entre formigas, polinizadores e plantas com nectários extraflorais (foto: Amanda Vieira da Silva/UFABC)

Análise da interação entre formigas, plantas que secretam substância adocicada para atraí-las, “interessadas” em se defender de animais que se alimentam de folhas, e abelhas indica que as protetoras convocadas podem afugentar as polinizadoras. Já as borboletas não se incomodam

André Julião | Agência FAPESP – Cerca de 4 mil espécies de plantas, de diferentes partes do mundo, secretam néctar fora das flores, como no caule ou nas folhas, por meio de glândulas secretoras conhecidas como nectários extraflorais. Diferentemente do néctar floral, o extrafloral não está envolvido na atração de polinizadores, mas de insetos defensores das plantas, como as formigas. Elas se alimentam desse líquido adocicado e, em troca, protegem a planta contra herbívoros. A proteção, porém, tem seu custo.

Um estudo publicado no Journal of Ecology por pesquisadores apoiados pela FAPESP aponta que a presença das formigas pode reduzir a frequência e o tempo de permanência das abelhas em flores de plantas com nectários extraflorais.

A polinização só é prejudicada quando os nectários extraflorais estão próximos das flores. Plantas que possuem essas glândulas em outras partes, como folhas e ramos, tiveram sucesso reprodutivo aumentado, provavelmente por causa da proteção contra herbívoros ofertada pelas formigas.

Por sua vez, as borboletas, outro grupo de polinizadores, não são prejudicadas pelas formigas. A explicação pode ser a forma como esses dois grupos se alimentam. As borboletas utilizam um órgão comprido em forma de canudo, conhecido como espirotromba, para sugar o néctar a uma distância segura das formigas.

“As abelhas, por sua vez, precisam se aproximar bastante da flor para coletar o pólen e o néctar floral, mas as formigas não as deixam permanecer por muito tempo. Não por acaso, nossa análise apontou que a presença das formigas é prejudicial à polinização quando os nectários extraflorais estão perto das flores, mas com efeito positivo para a reprodução das plantas quando ficam em outras partes mais distantes”, explica Amanda Vieira da Silva, que realizou o trabalho como parte de seu doutorado com bolsa da FAPESP no Programa de Pós-Graduação em Evolução e Diversidade da Universidade Federal do ABC (PPG-EvoDiv-UFABC), em São Bernardo do Campo.

As conclusões são resultado da análise de dados publicados em 27 estudos empíricos sobre as relações entre formigas, polinizadores e plantas com nectários extraflorais. Os artigos foram selecionados a partir de uma triagem inicial de 567 estudos, depois de aplicada uma série de critérios de inclusão e exclusão. Os dados foram compilados e analisados com o auxílio de ferramentas computacionais.

Múltiplos mutualismos

“Normalmente, os estudos têm focado no efeito de apenas uma interação isolada sobre as plantas. Quantifica-se quanto a formiga favorece a defesa das plantas perante herbívoros ou quanto o polinizador favorece a reprodução da planta, por exemplo. Mas essas interações podem ocorrer ao mesmo tempo. Então, para entender como essas interações influenciam o crescimento e a reprodução das plantas, precisamos olhá-las de maneira integrada”, detalha Laura Carolina Leal, professora do Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas da Universidade Federal de São Paulo (ICAQF-Unifesp), em Diadema, que orientou o doutorado de Silva e também assina o trabalho.

Análises evolutivas dos gêneros de plantas que possuem nectários extraflorais apontam ainda que essa característica é facilmente adquirida e perdida ao longo do tempo. A interferência das formigas na visitação das flores por abelhas pode, portanto, ter atuado como uma pressão seletiva determinante na trajetória evolutiva dos nectários extraflorais em plantas.

“Se as formigas que visitam os nectários extraflorais prejudicam a reprodução das plantas ao espantar as abelhas, a manutenção desses nectários pode se tornar desvantajosa para as plantas e as glândulas serem perdidas ao longo do tempo evolutivo”, esclarece Leal.

Não por acaso, dos quase mil gêneros que possuem nectários extraflorais, apenas 46 dependem exclusivamente de abelhas para polinização. Pelo menos para alguns casos, os autores têm uma hipótese para a ocorrência simultânea da interação das plantas com formigas defensoras e abelhas polinizadoras.

“Sabemos que, em alguns grupos de plantas com nectários extraflorais e flores polinizadas pela vibração das abelhas, as folhas novas com nectários extraflorais ativos e as flores são produzidas em estações diferentes ao longo do ano, o que evitaria o conflito entre ambas”, diz Anselmo Nogueira, professor do Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH-UFABC), coorientador de Silva e coautor do estudo.

Cada uma no seu pedaço: abelha se alimenta na flor, enquanto formiga se aproveita de nectário extrafloral (foto: Amanda Vieira da Silva/UFABC)

Novos estudos em desenvolvimento pelo grupo de pesquisadores buscam entender se uma terceira interação pode atuar como força estabilizadora da interferência das formigas na polinização de plantas com nectários extraflorais.

“Se o recurso for muito bom para a abelha na flor e para a formiga na folha, talvez elas nunca se encontrem. Além disso, parte das plantas com nectários extraflorais, como algumas leguminosas, abriga em suas raízes bactérias fixadoras de nitrogênio, que favorecem a produtividade da planta e podem viabilizar o investimento da planta em recursos de alta qualidade para ambos parceiros animais”, comenta Nogueira.

O pesquisador coordena projeto conduzido no âmbito do Programa BIOTA-FAPESP que investiga a evolução de múltiplos mutualismos em uma mesma linhagem de plantas. Em um trabalho anterior, seu grupo mostrou justamente que a interação entre uma espécie de leguminosa e bactérias fixadoras de nitrogênio aumenta a atratividade dessas plantas para as abelhas polinizadoras (leia mais em: agencia.fapesp.br/52137).

O artigo Ants on flowers: protective ants impose a low but variable cost to pollination, moderated by location of extrafloral nectaries and type of flower visitor pode ser lido em: https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1365-2745.70087.
 

 

Secas mais frequentes e intensas reduzem capacidade da Amazônia de recircular água e estocar carbono

Em 2015, 63% da Amazônia passou por estresse hídrico; em 2016, 51% e em 2023, 61%. A cada grau de aumento da temperatura há uma redução de 6% nos estoques de CO2 da floresta (foto: Eduardo Cesar/Pesquisa FAPESP)
 

Diminuição das chuvas, elevação da temperatura e o prolongamento da estação seca no bioma têm causado aumento na mortalidade de árvores mais antigas, apontam estudos realizados por pesquisadores do Cemaden, Inpe e Inpa; resultados foram apresentados durante a 77ª Reunião da SBPC, em Recife

Elton Alisson, de Recife | Agência FAPESP – A extensão das áreas afetadas e a duração da estação seca na Amazônia aumentaram nas últimas décadas. Esse quadro, combinado com a recorrência de extremos de temperatura, como as ondas de calor que atingiram a região em 2020, além do desmatamento e o uso de fogo, tem elevado o estresse hídrico das árvores e, consequentemente, afetado a capacidade da floresta de realizar a ciclagem da água e estocar carbono.

As constatações foram feitas por meio de estudos conduzidos por pesquisadores do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden) e do Laboratório de Sistemas Tropicais e Ciências Ambientais (Trees, na sigla em inglês) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe).

Alguns resultados dos trabalhos foram apresentados durante uma mesa-redonda sobre desmatamento, queimadas e ponto de não retorno (tipping point) do bioma amazônico que aconteceu quarta-feira (16/07) durante a 77ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC), no campus da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE), em Recife.

“A água é um elemento vital para entender a Amazônia e pensar sobre seu futuro. O bioma só existe porque tem água na região. Porém, mais da metade da floresta tem enfrentado eventos de estresse hídrico nos anos recentes”, disse Liana Anderson, pesquisadora do Cemaden e integrante da coordenação do Trees.

De acordo com a pesquisadora, entre 50% e 60% das chuvas que ocorrem na Amazônia são resultantes da água evaporada do oceano e trazida para o continente, onde é capturada pela floresta e lançada novamente para a atmosfera pelo processo de evapotranspiração, permitindo que seja dispersada por todo o bioma e para outras regiões do Brasil e da América do Sul.

A redução das chuvas e o aumento da temperatura durante a estação seca observados nos últimos 40 anos na Amazônia, contudo, podem reduzir a ciclagem regional da água pela floresta. Além disso, o aumento da temperatura do ar eleva as demandas metabólicas das árvores, o que pode resultar em maiores perdas de carbono por meio da respiração.

As temperaturas mais altas também podem afetar negativamente a fotossíntese das árvores por meio do aumento da fotorrespiração e causar danos estruturais nas folhas, sublinhou a pesquisadora.

“A redução das chuvas, o aumento da temperatura e o prolongamento da estação seca que têm sido observados na Amazônia nos últimos 40 anos podem levar ao aumento da mortalidade de árvores. Temos feito estudos e medições de campo que mostram que há grandes árvores morrendo durante a estação seca”, afirmou Anderson.

“Quando começa a ter mortalidade maior dessas árvores, que pegam a água do solo da floresta por meio de raízes mais profundas e jogam para a atmosfera, isso significa que esse sistema de ciclagem da água está sendo minado. Com isso começa a ter uma possível mudança na estrutura da floresta, que também influencia no ciclo hidrológico”, apontou.

Um estudo em andamento, conduzido por pesquisadores do Trees, indicou um aumento da duração da estação seca na Amazônia entre 2000 e 2023. De acordo com resultados do trabalho, em revisão, 63% da região passou em 2015 por estresse hídrico. Em 2016, o número oscilou para 51% e em 2023 aumentou para 61%.

“As regiões com maior concentração da estação seca nesse período foram nas bordas da Amazônia”, afirmou Anderson.

Paisagem mais inflamável

As áreas da floresta submetidas a 100 milímetros de déficit durante uma seca na região em 2005 perderam 100 toneladas de carbono por hectare, apontou outro estudo conduzido por pesquisadores do Inpe, com apoio da FAPESP. Combinado com o aumento da temperatura, os efeitos da perda de estoques de carbono pela Amazônia podem ser piorados, apontaram os autores.

“A cada grau de aumento da temperatura há uma redução de 6% nos estoques de carbono da floresta. Quanto mais quente, mais as árvores morrem e o material lenhoso delas fica acumulado no chão da floresta, tornando essas áreas mais suscetíveis a incêndios”, disse Luiz Aragão, pesquisador do Inpe e membro da coordenação do Trees e do Programa FAPESP de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais (PFPMCG).

Quanto mais uma paisagem da floresta é fragmentada pela perda de vegetação, mais vulnerável ela se torna ao fogo, indica um estudo em andamento conduzido pelo pesquisador e colaboradores.

“Temos observado que em paisagens mais contínuas da floresta a área queimada só aumenta durante os anos de seca. Em anos normais elas apresentam um nível muito baixo de área queimada. Em contrapartida, em paisagens mais fragmentadas há áreas queimadas muito grandes. Ou seja, a fragmentação torna esse tipo de paisagem mais inflamável. É como se ela ficasse seca constantemente”, contou Aragão.

Refúgios hidrológicos

Algumas partes da floresta podem prover refúgios hidrológicos para a Amazônia resistir ao aumento da intensidade e frequência de secas, indicam dados de estudos conduzidos por pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa).

Por meio de estudos em campo, conduzidos em áreas situadas no norte e no sul de Manaus e com diferentes geomorfologias, os pesquisadores têm constatado que florestas com lençol freático raso têm resistido mais às secas, enquanto as que estão situadas em lençol profundo tiveram maior mortalidade e menor crescimento.

O crescimento das árvores nos anos recentes de seca extrema se manteve estável ou até mesmo aumentou em áreas com lençol freático superficial, indicaram os estudos.

“É importante lembrar que 50% da Amazônia tem lençol freático raso, mas a maior parte dos estudos sobre as respostas da floresta às mudanças climáticas está focando em áreas com lençol freático mais profundo. Dessa forma, talvez ainda não saibamos qual será a verdadeira resposta da floresta às secas se estivermos olhando para um tipo de ambiente que só representa parte da Amazônia”, ponderou Flávia Regina Capelloto Costa, pesquisadora do Inpa e coordenadora dos estudos.
 

Fogo e agricultura impulsionam a degradação do solo no sul da Amazônia

Floresta degradada pela queima no chamado Arco do Desmatamento da Amazônia (foto: Mário Lucas Medeiros Naval/Cena-USP) 

José Tadeu Arantes | Agência FAPESP – Incêndios florestais frequentes e expansão agrícola estão degradando a saúde dos solos do sul da Amazônia, com danos duradouros sobre os estoques de carbono (C) e nitrogênio (N) e sobre a funcionalidade geral do solo dos ecossistemas. É o que mostra um estudo realizado por pesquisadores brasileiros e estrangeiros na Estação de Pesquisa Tanguro, localizada na região de transição entre a Floresta Amazônica e o Cerrado, no Arco do Desmatamento Amazônico.

“Estamos falando de um fogo que não é natural. No Arco do Desmatamento, as queimadas recordes resultam da combinação da expansão agrícola e pecuária, degradação de florestas nativas vizinhas e secas prolongadas provocadas pelas mudanças climáticas – todas promovidas pela ação humana”, afirma o pesquisador Mário Lucas Medeiros Naval, primeiro autor do estudo. “Nosso trabalho mostra como essas queimadas sucessivas têm impacto de longo prazo na matéria orgânica e em outros atributos essenciais do solo e como isso se compara à agricultura da região”, comenta.

O estudo, publicado na revista Catena, analisou os efeitos da conversão da floresta para agricultura e da frequência de queimadas sobre a matéria orgânica do solo, além de diversos indicadores físico-químicos de saúde do solo. Foram comparados quatro cenários: floresta intacta, floresta queimada anualmente, a cada três anos e área convertida para agricultura, sob sistema de plantio direto e com rotação de culturas.

“Nossos resultados mostram uma diminuição nos estoques de carbono no solo de 17% com queimas anuais, 19% com queimas trianuais e 38% com a conversão agrícola”, diz Naval. “Mesmo quando a agricultura adota boas práticas, como rotação de culturas e plantas de cobertura, ainda assim gera perdas mais severas de carbono do solo do que o fogo que incide sobre florestas nativas.”

O pesquisador explica que a área estudada é uma floresta de transição, que se assemelha ao cerradão, com árvores de 20 metros de altura em média. “Ela não é tão alta como a floresta do centro da Amazônia, mas também não é cerrado stricto sensu. E é justamente nessa região que a fronteira agrícola tem avançado com mais força, principalmente com a soja”, afirma.

A pesquisa foi realizada em uma área experimental de 150 hectares, gerenciada pelo Instituto de Pesquisa Ambiental da Amazônia (Ipam), dentro da reserva legal de uma propriedade privada, onde há a Estação de Pesquisa Tanguro. “Tivemos acesso a uma área grande, com 50 hectares para cada tipo de tratamento, o que nos permitiu uma amostragem representativa”, destaca o pesquisador.

“Um aspecto importante do estudo é que avaliamos os solos nove anos após a última queimada. Mesmo com o tempo de recuperação da floresta, os estoques de carbono e nitrogênio ainda estavam significativamente reduzidos”, acrescenta. Segundo Naval, as perdas de carbono e nitrogênio comprometem propriedades essenciais, dados os múltiplos benefícios da matéria orgânica para diversos indicadores de saúde do solo. “Por exemplo, nossos resultados evidenciam que, diminuindo os estoques de carbono, grande parte da capacidade de troca catiônica [CTC, uma das formas de mensurar a capacidade de retenção de nutrientes do solo] é perdida”, explica o pesquisador. Assim, o estudo também revelou impactos sobre outros indicadores físicos e químicos, evidenciando uma degradação mais ampla da saúde do solo.

A pesquisa demonstrou que a perda de carbono total – somando o carbono armazenado na biomassa acima do solo e o carbono armazenado no solo – chegou a 33% na queima anual e 48% na queima trianual. “Isso mostra que, do ponto de vista do ecossistema como um todo, as frequências de fogo têm impacto diferenciado, ainda que no solo a diferença estatística entre os dois regimes não tenha sido significativa”, explica.

“Ao contrário do Cerrado, onde o fogo é natural do ecossistema e exerce um papel ecológico, na Amazônia nós estamos falando de um elemento que é exógeno e induzido pela mudança no uso do solo, não de queimadas naturais. Queimar a Floresta Amazônica significa interferir em um ambiente não adaptado ao fogo”, resume Naval.

Os autores recomendam a adoção de políticas de contenção da fronteira agrícola, prevenção de incêndios florestais e implementação de sistemas agrícolas mais biodiversos, como as agroflorestas. Segundo eles, essas práticas armazenam grandes quantidades de carbono, essenciais para a estabilidade climática global, e preservam a saúde dos solos amazônicos.

“A busca por alternativas ao modelo convencional de produção agrícola é essencial não apenas para a preservação ambiental, ao evitar novas queimadas, mas também para garantir a segurança alimentar da população” esclarece o pesquisador Plínio Barbosa de Camargo, um dos coordenadores do estudo.

O trabalho integra o projeto internacional Amazon PyroCarbon, financiado pela FAPESP e pelo Natural Environment Research Council (NERC) e UK Research and Innovation (UKRI), ambos do Reino Unido. A iniciativa estuda os impactos do fogo em diferentes regiões da Amazônia e é coordenada por Camargo e Ted Feldpausch, da Universidade de Exeter. “Esse trabalho na Estação de Pesquisa Tanguro é apenas parte de uma iniciativa mais ampla que está mapeando como o fogo afeta os solos amazônicos em vários pontos do bioma”, diz Naval, atualmente mestrando no Centro de Energia Nuclear na Agricultura (Cena-USP). O financiamento do estudo também contou com bolsa de pós-doutorado fornecida ao segundo autor, Wanderlei Bieluczyk.

O artigo Impacts of repeated forest fires and agriculture on soil organic matter and health in southern Amazonia pode ser acessado em https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.108924.