COLUMBUS, Ohio – Pode parecer que há um lado positivo no aumento dos níveis de dióxido de carbono na atmosfera. As plantas estão a crescer mais rapidamente.
No entanto, em muitas espécies de plantas, a quantidade não é qualidade. A maioria das plantas está a crescer mais rapidamente, mas têm em média mais amido, menos proteínas e menos vitaminas-chave, disse James Metzger, professor e presidente do Departamento de Horticultura e Ciência das Culturas na Faculdade de Ciências Alimentares, Agrícolas e Ambientais (CFAES) da Universidade do Estado de Ohio.
Esta mudança está a acontecer porque o nível actual de dióxido de carbono na atmosfera é de 400 partes por milhão, quase o dobro do que era em meados do século XVIII, o início da revolução industrial. E continua a aumentar, estimulado pela queima de combustíveis.
Tocando dióxido de carbono e luz, uma planta forma primeiro açúcares e amidos, depois outros nutrientes incluindo proteínas, gordura e antioxidantes. Embora o dióxido de carbono seja necessário para as plantas viverem, demasiado dióxido de carbono pode reduzir a quantidade de nutrientes valiosos que a planta produz, incluindo ferro, zinco e vitamina C.
“A perda de nutrientes, particularmente proteínas, é grave”, disse Metzger. “Isto não ajuda no esforço para que as pessoas comam dietas mais equilibradas e aumentem a sua nutrição”
Carne e lacticínios são uma fonte significativa de proteínas para os seres humanos. Assim, se os animais não estiverem a obter proteínas suficientes das plantas, isso afectará o que podem produzir como alimento.
O que está a acontecer é que um nível mais elevado de dióxido de carbono na atmosfera reduz a quantidade de fotorrespiração que ocorre nas plantas. Durante a fotorrespiração, as plantas absorvem oxigénio do ambiente, libertam dióxido de carbono e produzem produtos residuais, incluindo ácido glicólico, que uma planta não pode utilizar. Para que a planta possa transformar o ácido glicólico num produto que possa utilizar, a planta tem de fazer mais fotossíntese, o processo através do qual as plantas utilizam a luz solar, água e dióxido de carbono para criar glicose, uma forma de açúcar que as plantas precisam para sobreviver.
As baixas taxas de fotorrespiração, causadas pelas maiores quantidades de dióxido de carbono, estão associadas a baixos níveis de stress nas plantas, o que ironicamente não é uma coisa boa. Isto porque as plantas em stress respondem produzindo antioxidantes como as vitaminas C e E, bem como níveis mais elevados de proteínas. Assim, à medida que os níveis de dióxido de carbono na atmosfera aumentam, há menos fotorrespiração e, portanto, menos stress nas plantas. E a redução do stress significa um aumento do crescimento, mas a um custo, um declínio na qualidade nutricional das plantas.
“Isto tem sido observado em muitas espécies diferentes de plantas”, disse Metzger.
Se a planta não está a produzir antioxidantes suficientes, isso não é apenas menos saudável para as pessoas que mais tarde comem a planta, mas também para a capacidade da planta de se defender de doenças, disse Metzger. As plantas podem tornar-se mais vulneráveis a doenças, bem como a insectos. Com menos nutrientes nas plantas, os insectos têm de os devorar mais para obter o mesmo valor nutricional.
Não todas as plantas reagem ao aumento dos níveis de dióxido de carbono da mesma forma. Algumas culturas, incluindo milho e cana-de-açúcar, não diminuem o valor nutricional no meio de níveis mais elevados de dióxido de carbono. Isto porque o seu processo de fotossíntese difere do da maioria das outras plantas.
Temperatura também é um factor. Dependendo da temperatura, as plantas podem reagir de diferentes formas a níveis elevados de dióxido de carbono. O aumento dos níveis de dióxido de carbono que estão a desencadear mais fotossíntese pode impedir o crescimento de algumas plantas cultivadas em temperaturas inferiores a 59 graus Fahrenheit, tais como o trigo de Inverno, disse Katrina Cornish, Ohio Research Scholar e Endowed Chair in Bio-based Emergent Materials with CFAES.
As plantas cultivadas em condições climatéricas quentes também podem ser impedidas por elevados níveis de dióxido de carbono. Em temperaturas quentes, muitas plantas permanecem frescas abrindo largamente os poros na parte inferior das suas folhas. Mas numa atmosfera com elevado dióxido de carbono, os poros não se abrem tão largamente, pelo que as plantas não são capazes de se manter frescas, disse Cornish. Isto pode fazer com que “as plantas se tornem criaturas crocantes e morram, quando estavam OK a níveis mais baixos de dióxido de carbono”, disse ela.
“As plantas precisam de tempo para se adaptarem ao aumento dos níveis de dióxido de carbono. E o aumento está a acontecer tão rapidamente, que as plantas não vão ter oportunidade de se adaptar”
A curto prazo, a fotossíntese adicional estimulada por níveis mais elevados de dióxido de carbono pode trazer pequenos ganhos na quantidade de folhas, caule e rebentos que são produzidos por uma cultura mas não necessariamente na porção da cultura que pode ser colhida. E, a longo prazo, vai fazer mais mal às plantas do que bem, disse Cornish.
“Vai haver um ponto de viragem, e esse ponto de viragem é diferente para cada cultura”, disse Cornish.
Já foi demonstrado que as plantas de arroz cultivadas em elevado dióxido de carbono produzem mais lavouras, que incluem os caules e as folhas da planta, mas menos e menores grãos.
Uma forma de evitar que os maiores níveis de dióxido de carbono afectem o crescimento e o rendimento das plantas é através do cruzamento de plantas e da manipulação genética, salientou Metzger. Ambos podem levar à criação de variedades de plantas cujo crescimento e níveis de nutrientes serão menos afectados pelas maiores quantidades de dióxido de carbono no ambiente.
Mais investigação é necessária para descobrir como uma planta produz antioxidantes, disse Metzger.
“Penso que é importante que façamos algum esforço para compreender realmente como essas vias bioquímicas são controladas e como podemos manipulá-las sem quaisquer efeitos nocivos para a planta.”