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# Biologia # Biologia vegetal

O Papel Surpreendente dos Aerossóis na Absorção de Água pelas Plantas

Aerosóis têm um papel importante na forma como as plantas absorvem água.

Irmgard Koch, Ansgar Kahmen, Jürgen Burkhardt

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Aerossóis: Chave para a Aerossóis: Chave para a Sobrevivência das Plantas absorção de água nas plantas. Partículas minúsculas afetam muito a
Índice

A Aerossóis são partículas minúsculas que flutuam no ar. Elas vêm de várias fontes, tanto naturais quanto feitas pelo homem. As fontes naturais incluem sal do mar, poeira dos desertos, materiais biológicos como plantas e organismos minúsculos, e até fumaça de incêndios florestais e erupções vulcânicas. Por outro lado, desde a Revolução Industrial, a quantidade dessas partículas na atmosfera disparou, principalmente por causa da queima de combustíveis fósseis e atividades agrícolas.

Essas partículas no ar são essenciais para as plantas, mas tem um porém. Algumas delas conseguem absorver umidade do ar, o que pode influenciar como as plantas absorvem água. As folhas também podem interagir com esses aerossóis de formas interessantes, o que pode impactar a saúde e o crescimento delas. Elas têm essa habilidade de formar uma solução salina na superfície, que pode ajudar na movimentação de água para dentro da planta.

Movimento de Água nas Folhas

As folhas têm pequenas aberturas chamadas Estômatos que permitem a entrada e saída de gases, incluindo vapor d'água. No entanto, a ideia de que a água entra facilmente por esses estômatos foi debatida por muito tempo. Geralmente, se pensa que a água tem dificuldade de entrar por causa da tensão superficial. Estudos recentes usando técnicas de imagem avançadas, no entanto, mostraram que a água pode, de fato, encontrar seu caminho para dentro das folhas através de filmes finos de água que podem se formar em certas condições.

Esses filmes podem conectar a superfície da folha ao sistema interno de água da planta, levando a um fenômeno chamado ativação hidráulica dos estômatos. É como se houvesse um plano B para a perda de água, onde a água líquida pode sair da planta mesmo que os estômatos estejam quase fechados.

A Importância da Absorção de Água Foliar

A absorção de água foliar, ou FWU, se refere ao processo onde as plantas absorvem água através de suas folhas. Surpreendentemente, isso foi negligenciado por muitos anos, mas estudos recentes mostraram que muitas plantas dependem desse método para se manterem hidratadas. Isso é especialmente verdade em condições onde o solo está seco, como durante secas, quando a água da chuva, névoa ou orvalho pode ser absorvida diretamente pelas folhas.

Curiosamente, os cientistas descobriram que os aerossóis desempenham um papel significativo nesse processo. As partículas minúsculas na superfície das folhas podem absorver umidade do ar e ajudar a criar condições mais favoráveis para a absorção de água.

Experimentando com Aerossóis

Pesquisadores conduziram experimentos para entender como os aerossóis afetam a FWU e a taxa de perda de água conhecida como transpiração mínima (gmin) em plantas como faias. Eles compararam plantas cultivadas em ar com muitos aerossóis a aquelas em ambientes praticamente livres de aerossóis.

Para ver quão bem as folhas absorviam água, os cientistas borrifaram elas com um tipo especial de água que contém hidrogênio pesado, que é diferente do hidrogênio normal. Medindo quanto dessa água pesada as plantas absorveram, eles puderam aprender sobre a eficiência da absorção de água foliar.

O Que Eles Descobriram?

Os cientistas descobriram que as folhas expostas a mais aerossóis tiveram taxas de absorção de água mais altas. Isso foi especialmente verdadeiro quando as folhas estavam mais secas ou pré-secas antes do experimento. Por outro lado, folhas em um ar mais limpo mostraram uma absorção de água significativamente menor.

Além disso, a quantidade de água perdida através das folhas também variou com base em se estavam em um ambiente rico em aerossóis ou não. As folhas em condições atmosféricas com aerossóis perderam mais água do que aquelas em ar filtrado. Isso faz sentido, já que os aerossóis provavelmente ajudam a criar uma situação onde mais água pode ser absorvida, mas também leva a uma maior perda de água descontrolada.

O Papel dos Estômatos e Condutância

Os estômatos desempenham um papel crítico no processo de troca de água. Quando essas pequenas aberturas estão fechadas, teoricamente deveria reduzir a perda de água, mas nem sempre é assim. Os pesquisadores notaram que as plantas em ambientes ricos em aerossóis tinham taxas mais altas de perda de água, o que parecia contraditório.

É possível que os aerossóis de alguma forma contribuíssem para esse comportamento “permeável” nos estômatos, facilitando a fuga de água, mesmo quando os estômatos não estão totalmente abertos. Esse fenômeno levantou dúvidas entre os cientistas, levando-os a repensar como a água se move dentro e fora das plantas.

Caminhos Fascinantes do Movimento de Água

Existem várias rotas para a água entrar e sair das folhas, e os aerossóis parecem influenciar esses caminhos de maneiras inesperadas. Por exemplo, enquanto alguns cientistas pensavam que a água entrava principalmente pelos estômatos, existem outras rotas possíveis, como a difusão pela superfície da folha ou a absorção por pelos minúsculos nas folhas chamados tricomas.

Alguns pesquisadores até sugeriram que a água poderia entrar nas folhas como vapor, e não apenas como gotículas líquidas. Essa ideia adiciona outra camada de complexidade aos já intrincados sistemas de movimento de água nas plantas.

Importância das Soluções Salinas

Você pode pensar que sal não é bom para as plantas, mas acontece que os sais encontrados nos aerossóis podem realmente ajudar na absorção de água. Os processos de deliquescência (quando sais sólidos absorvem umidade e se transformam em líquido) criam filmes finos de água salgada na superfície das folhas. Esses filmes podem ajudar a conectar espaços cheios de ar e permitir que a água flua mais facilmente para dentro da planta.

Crostas de sal podem se formar nas folhas, indicando que os aerossóis cristalizaram após absorver umidade. Essas estruturas à base de sal podem ter um papel significativo em como as plantas interagem com o ambiente, especialmente em termos de absorção de água.

O Quadro Geral

O crescente foco nos aerossóis e seu efeito no movimento de água nas plantas tem implicações que vão muito além da saúde das plantas. Entender essas interações pode nos dar insights sobre como as plantas respondem a mudanças ambientais, como mudanças climáticas e poluição do ar.

À medida que aprofundamos nosso entendimento sobre como os aerossóis impactam as plantas, é essencial ampliar nossa perspectiva e considerar os ecossistemas onde essas plantas crescem. Essas partículas minúsculas podem ser pequenas, mas sua influência na saúde e crescimento das plantas não é nada desprezível.

Conclusão: Uma Questão Salina

No fim das contas, embora pareça um conceito simples—plantas absorvendo água— a realidade é muito mais complexa. Os aerossóis, comumente vistos apenas como poluição, desempenham um papel fundamental na dinâmica da água dentro das folhas. Eles podem tanto ajudar quanto atrapalhar a sobrevivência das plantas, dependendo das concentrações no ar.

Então, da próxima vez que você ver uma árvore, lembre-se das minúsculas partículas dançando ao redor de suas folhas, fazendo um delicado equilíbrio que ajuda a sustentar a vida no nosso planeta. Afinal, o mundo lá fora é selvagem, e até as coisas menores podem ter um grande impacto!

Fonte original

Título: Aerosol deposition affects water uptake and water loss of beech leaves

Resumo: The deposition of aerosols on leaves could significantly influence plant-atmosphere-interaction through the formation of very thin aqueous films that allow the transport of liquid water through the stomata. Such films can be formed by deliquescence and dynamic expansion of hygroscopic aerosols ( hydraulic activation of stomata). Two processes that may be associated with stomatal liquid water transport are foliar water uptake (FWU) and the contribution of leaky stomata to minimum epidermal conductance (gmin). We investigated whether ambient aerosols affect FWU and gmin of Fagus sylvatica seedlings. Plants were grown in ventilated greenhouses with ambient air or filtered, almost aerosol-free air. The gmin was determined using leaf drying curves. FWU was investigated gravimetrically and with deuterium- enriched water, starting from different leaf water potentials, by spraying freshly-cut or pre-dried leaves (60 minutes). The presence of aerosols in the environment increased gmin by about 47%, confirming previous measurements in other species. Aerosols also increased FWU measured by deuterium uptake. FWU was higher for freshly-cut leaves than for pre-dried leaves, despite the lower leaf water potential. No gravimetric weight gain could be detected. Both the gmin and FWU results are consistent with bidirectional stomatal transport of liquid water along aerosol-induced pathways. The FWU result could also have been generated by water vapor through reverse transpiration, although the functional contribution of the aerosols would remain unclear. At low leaf water potential, the pathway may dry out and become less functional for FWU, whereas it may still be noticeable as stomatal leakage, given the strong gradient of water potential from the leaf interior to the atmosphere.

Autores: Irmgard Koch, Ansgar Kahmen, Jürgen Burkhardt

Última atualização: 2024-12-21 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629383

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629383.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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