Pesquisadores identificam como as mudanças climáticas alteram o crescimento das plantas

O aquecimento global afeta mais do que apenas a biodiversidade vegetal – ele também altera a forma como as plantas crescem. Uma equipe de pesquisadores da Universidade Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) uniu forças com o Leibniz Institute for Plant Biochemistry (IPB) para descobrir quais processos moleculares estão envolvidos no crescimento da planta. Na edição atual da revista de renome internacional Current Biology , o grupo apresenta as últimas descobertas sobre o mecanismo que controla o crescimento em altas temperaturas. No futuro, isso poderia ajudar a criar plantas que se adaptem ao aquecimento global.

As plantas reagem muito mais sensivelmente às flutuações de temperatura do que os animais. Eles também não conseguem procurar locais mais quentes ou mais quentes. “Quando as temperaturas aumentam, as plantas crescem mais. Suas hastes se tornam mais altas e suas folhas se tornam mais estreitas e se afastam. No entanto, isso torna a planta mais instável em geral”, explica o professor Marcel Quint, cientista agrícola da MLU. Isso é notado, por exemplo, durante a colheita de grãos. As plantas instáveis dobram-se mais rapidamente na chuva e geralmente produzem menos biomassa. Existe também uma redução na proporção de substâncias-chave, como proteínas, que podem ser armazenadas na semente de grãos.

“Embora a correlação entre a temperatura e o crescimento da planta no nível macro seja relativamente bem compreendida, ainda há muitas questões abertas no nível molecular. Estamos apenas começando a entender como as plantas detectam as mudanças de temperatura e traduzem isso em reações específicas”, Quint continuou.

Estudos anteriores mostraram que a proteína PIF4 controla diretamente o crescimento da planta e que essa proteína também depende da temperatura. Quando está frio, a PIF4 é menos ativo – ou seja, a planta não cresce. Em temperaturas mais elevadas, a PIF4 ativa genes que promovem o crescimento e a planta cresce mais alto. “Até agora, não estava claro como a planta sabe quando ativar o PIF4 e quanto deve ser liberado. Houve grandes lacunas em nosso conhecimento sobre a via de sinalização exata do crescimento controlado por temperatura”

E é precisamente isso que o grupo de pesquisa em Halle descobriu. Eles investigaram o comportamento de crescimento das mudas da agulha de erva modelo (Arabidopsis thaliana). Normalmente, suas mudas formam hastes curtas a 20 graus Celsius (68 ° Fahrenheit). Essas hastes se tornam consideravelmente mais longas a 28 graus (82.4 ° F). No laboratório, os cientistas identificaram plantas com um defeito de gene que ainda só formou hastes curtas a 28 graus. Então eles procuraram por possíveis motivos dessa falta de crescimento. Eles descobriram um hormônio que ativa a PIF4 em altas temperaturas, produzindo assim a proteína. Esta reação não ocorreu nas plantas mutadas. “Descobrimos agora o papel deste hormônio especial na via de sinalização e descobrimos um mecanismo através do qual o processo de crescimento é positivamente regulado a altas temperaturas,

As descobertas do grupo de pesquisa da Halle podem ajudar a criar plantas no futuro que permanecem estáveis mesmo em altas temperaturas e são capazes de produzir rendimentos suficientes. Para conseguir isso, os resultados da pesquisa básica sobre plantas modelo devem ser transferidos para plantas cultivadas como cereais.




Figura 4

BZR1 Positivamente regula a expressão de PIF4 em temperaturas elevadas

(A) análise de qRT-PCR dos níveis de expressão de PIF4 . As mudas foram cultivadas durante 7 dias a 20 ° C. As plantas de controle foram deixadas a 20 ° C e as plantas induzidas pelo calor foram deslocadas para 28 ° C para as luzes apagadas (ZT16) e colhidas 4 horas mais tarde em ZT20. AT1G13320 ( PP2AA3 ) serviu como o gene de referência. As barras de erro representam SEM, n = 3 repetições biológicas. Em (A) – (D), as mudas foram cultivadas sob fotoperíodos LD e foram tratadas como na Figura 3 D.

(B) Ensaios de protoplastos de células de mesofila Col-0 em que um PIF4pro: LUC foi co-transfectado com uma construção CFP (controle negativo) ou BZR1 .

(C) Estrutura do gene PIF4 simplificado com caixas G e E no promotor.

(D) BZR1 liga-se diretamente ao promotor de PIF4 . O ChIP de BZR1 usando as mudas 35S :: BZR1-GFP (cultivadas a 20 ° C constante ou deslocado para 28 ° C) mostra enriquecimento em caixas G e E no promotor PIF4 em mudas de 28 ° C. O AT1G13320 ( PP2AA3 ) foi utilizado como um controle negativo. As barras de erro mostram SEM de replicações técnicas. As mudas foram tratadas como descrito na Figura 3 D. O experimento foi repetido de forma independente com resultados semelhantes.

(E) Modelo simplificado que integra o mecanismo identificado neste estudo na compreensão atual da sinalização de termomorfogênese de disparo dependente de PIF4. Neste modelo, os BRs atuam a jusante de PIF4 e auxina para regular o crescimento de alongamento através de BZR1 em resposta a temperaturas ambiente elevadas. Em um loop de amplificação avançada de resposta, o BZR1 pode induzir a transcrição de PIF4 , possivelmente em complexo com outros PIFs (não mostrados aqui), para (1) ativar a ativação cooperativa eficiente de genes promotores do crescimento e (2) aumentar a PF4> Auxina > BR parte do percurso.




Referência:

Brassinosteroids Dominate Hormonal Regulation of Plant Thermomorphogenesis via BZR1
Carla Ibañez, Carolin Delker, Cristina Martinez, Katharina Bürstenbinder, Philipp Janitza, Rebecca Lippmann, Wenke Ludwig, Hequan Sun, Geo Velikkakam James, Maria Klecker, Alexandra Grossjohann, Korbinian Schneeberger, Salome Prat, Marcel Quint
Current Biology – DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2017.11.077



* Tradução e edição de Henrique Cortez, EcoDebate.

in EcoDebate, ISSN 2446-9394, 16/01/2018




Autor: Martin-Luther
Fonte: Universität Halle-Wittenberg
Sítio Online da Publicação: EcoDebate
Data de Publicação: 16/01/2018
Publicação Original: https://www.ecodebate.com.br/2018/01/16/pesquisadores-identificam-como-as-mudancas-climaticas-alteram-o-crescimento-das-plantas/

Mudanças climáticas ameaçam as cadeias alimentares marinhas

The University of Adelaide*

Um novo estudo descobriu que os níveis de estoques de peixes comerciais podem ser prejudicados à medida que o aumento da temperatura do mar afeta sua fonte de alimento.

Os cientistas da Universidade de Adelaide demonstraram como as mudanças climáticas podem reduzir o colapso das “cadeias alimentares” marinhas.

Figura: Os efeitos do clima futuro sobre os fluxos absolutos e a eficiência da transferência entre os níveis tróficos sucessivos da rede alimentar



O estudo indica que o aumento da temperatura reduz o fluxo vital de energia dos principais produtores de alimentos na base (por exemplo, algas), aos consumidores intermédios (herbívoros), aos predadores no topo das cadeias alimentares marinhas.

Tais distúrbios na transferência de energia podem potencialmente levar a uma diminuição da disponibilidade de alimentos para os principais predadores, o que, por sua vez, pode levar a impactos negativos para muitas espécies marinhas dentro dessas redes alimentares.

Doze tanques grandes de 1.600 litros foram construídos para imitar as condições previstas de temperatura e acidez elevadas do oceano causadas pelo aumento das emissões humanas de gases de efeito estufa. Os tanques abrigavam uma variedade de espécies, incluindo algas, camarão, esponjas, caracóis e peixes.

A rede de mini-alimentos foi mantida em condições climáticas futuras durante seis meses, período durante o qual os pesquisadores avaliaram a sobrevivência, o crescimento, a biomassa e a produtividade de todos os animais e plantas e usaram essas medidas em um sofisticado modelo de cadeia alimentar.

Compreender como os ecossistemas funcionam sob os efeitos do aquecimento global é um desafio na pesquisa ecológica. A maioria das pesquisas sobre o aquecimento do oceano envolve experiências simplificadas de curto prazo baseadas em apenas uma ou poucas espécies.

Os ecossistemas marinhos já estão tendo grandes impactos do aquecimento global, tornando vital a compreensão melhor de como esses resultados podem ser extrapolados para os ecossistemas em todo o mundo.




Referência: Ullah H, Nagelkerken I, Goldenberg SU, Fordham DA (2018) Climate change could drive marine food web collapse through altered trophic flows and cyanobacterial proliferation. PLoS Biol 16(1): e2003446. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2003446



* Tradução e edição de Henrique Cortez, EcoDebate.

in EcoDebate, ISSN 2446-9394, 11/01/2018




Autor: Henrique Cortez
Fonte: EcoDebate
Sítio Online da Publicação: EcoDebate
Data de Publicação: 11/01/2018
Publicação Original: https://www.ecodebate.com.br/2018/01/11/mudancas-climaticas-ameacam-as-cadeias-alimentares-marinhas/

Pesquisa indica que os efeitos das mudanças climáticas podem acelerar até meados do século

Modelos ambientais utilizados por pesquisadores da Universidade de New Hampshire estão mostrando que os efeitos das mudanças climáticas poderiam ser muito mais fortes em meados do século 21, e uma série de condições ecossistêmicas e climáticas poderiam declinar consistentemente ainda mais no futuro. Se as emissões de dióxido de carbono continuarem à taxa atual, eles relatam que cenários de condições futuras não só podem levar a uma diminuição significativa nos dias de neve, mas também ao aumento do número de dias de verão acima de 90 graus e ao declínio drástico no habitat do fluxo com 40% não são adequados para peixes de água fria.

“Embora esta pesquisa tenha sido aplicada a New Hampshire, a abordagem pode ser geralmente aplicada, e uma série de coisas que as pessoas preocupam vai piorar devido à mudança climática”, disse Wilfred Wollheim, professor associado do departamento de recursos naturais e do meio ambiente e um dos autores do estudo. “Por exemplo, agora o número médio de dias de neve é de 60 por ano, mas em 20 a 30 anos os modelos mostram que o número de dias de neve pode ser tão baixo quanto 18 dias por ano”.

A pesquisa, publicada recentemente na revista Ecology and Society , utilizou um banco de modelos marcado para medições de campo para avaliar a bacia hidrográfica do rio Merrimack em New Hampshire. Eles descobriram que, juntamente com uma diminuição da cobertura de neve no inverno, outros impactos potenciais podem incluir até 70 dias de verão quentes por ano até o final do século, uma maior probabilidade de inundações, uma perda considerável de habitat de peixes de água fria e insumos de nitrogênio para áreas costeiras que podem levar à eutrofização, uma quantidade anormal de nutrientes que podem poluir a água e esgotar as espécies de peixes. Os pesquisadores dizem que o maior impacto será em torno das áreas urbanas, perto do local onde as pessoas vivem.

“O uso da terra e o crescimento populacional que interagem com as mudanças climáticas também são fatores importantes”, disse Wollheim. “Esses modelos podem ajudar a orientar os esforços para fazer planos para se adaptar ao clima em mudança. As mudanças na política de uso da terra podem reduzir esses impactos. Em particular, a prevenção da expansão e o investimento em infraestrutura de águas residuais e de tempestades manterão ainda mais serviços ecossistêmicos. que reduzem as emissões de gases de efeito estufa são essenciais para limitar ainda mais mudanças “.

Os pesquisadores dizem que este estudo é a primeira vez que um modelo como esse foi aplicado às bacias hidrográficas da Nova Inglaterra que são consistentes para as mudanças climáticas, a mudança do uso do solo, os processos do ecossistema florestal e os processos do ecossistema aquático, incluindo variabilidade no clima que ocorre dentro de anos (sazonal e tempestade) e ao longo dos anos, para avaliar uma série completa de mudanças ao mesmo tempo.


Referência:

A coupled terrestrial and aquatic biogeophysical model of the Upper Merrimack River watershed, New Hampshire, to inform ecosystem services evaluation and management under climate and land-cover change
DOI: http://dx.doi.org/10.5751/ES-09662-220418
Full Text: HTML
https://www.ecologyandsociety.org/vol22/iss4/art18/



* Tradução e edição de Henrique Cortez, EcoDebate

in EcoDebate, ISSN 2446-9394, 15/12/2017




Autor: Henrique Cortez
Fonte: University of New Hampshire
Sítio Online da Publicação: EcoDebate
Data de Publicação: 18/12/2017
Publicação Original: https://www.ecodebate.com.br/2017/12/18/pesquisa-indica-que-os-efeitos-das-mudancas-climaticas-podem-acelerar-ate-meados-do-seculo/

Estudos ligam cada vez mais o clima extremo às mudanças climáticas

Imagem: Los Alamos National Laboratory


Um novo relatório mostra que os estudos publicados desde que o Acordo de Paris foi firmado há dois anos estão ligando cada vez mais as mudanças climáticas a eventos climáticos extremos em todo o mundo. [1]


Desde a conclusão da cúpula do clima da ONU em Paris, em 12 de dezembro de 2015, cientistas publicaram pelo menos 59 artigos sobre a atribuição de eventos climáticos específicos às mudanças climáticas. Destes, 41 concluem que as mudanças climáticas aumentaram os riscos de um determinado tipo de evento extremo, revela a análise da Unidade de Inteligência Energética e Climática (ECIU). Alguns detectam um aumento na frequência, outros aumentam a intensidade ou a duração, ou vinculam um impacto particular às mudanças climáticas, ou uma combinação desses efeitos.


Os eventos meteorológicos estudados abrangem episódios de calor extremo, seca, inundações e ondas de incêndios, e dizem respeito a todos os continentes, exceto a Antártida. Eles abrangem 32 eventos individuais recentes para os quais os riscos aumentaram devido a mudanças climáticas, com outros focando na tendência de longo prazo de riscos crescentes.


Uma pequena proporção dos eventos climáticos extremos individuais analisados ??nestes estudos têm um custo quantificado em termos de vidas perdidas ou danos econômicos. A partir destes, o relatório deduziu que, neste pequeno conjunto de eventos, as mudanças climáticas causaram cerca de 4.000 mortes e cerca de US$ 8 bilhões em danos econômicos. Mas o relatório adverte que esses números não podem ser tratados como o “custo das mudanças climáticas”.


Richard Black, diretor da ECIU e autor do relatório, disse que a compreensão das conexões entre mudanças climáticas e eventos climáticos extremos está evoluindo rapidamente. “Apenas alguns anos atrás, era difícil dizer mais sobre qualquer tempestade, seca ou onda de calor além de que era ‘consistente com o que a ciência prevê’. Cada vez mais, os cientistas podem olhar muito especificamente para um sinal de mudança climática em eventos extremos, e fazê-lo muito rapidamente. Este relatório mostra que cada vez mais, estão descobrindo que os eventos específicos são mais prováveis ou mais prejudiciais pelas mudanças climáticas “.


Comentando, a Dra. Friederike Otto, Diretora Adjunta do Instituto de Mudanças Ambientais da Universidade de Oxford, disse que a rápida evolução da ciência na atribuição de eventos está gerando conhecimento cada vez mais útil para os formuladores de políticas. “Estamos agora descobrindo que, para muitos tipos de eventos climáticos extremos, especialmente ondas de calor e chuvas extremas, podemos estar bastante confiantes sobre o efeito da mudança climática”, disse ela. “Sejam formuladores de políticas analisando questões locais, como proteção contra inundações, sejam negociadores envolvidas em processos globais sobre alterações climáticas, quanto mais informações sobre como as mudanças climáticas impactam o agora e o futuro, melhores serão as decisões que podem ser tomadas. Este relatório da ECIU mostra o rápido crescimento do conhecimento, e acho que só vai acelerar”.


O relatório foi lançado na semana em que líderes mundiais se reúnem novamente em Paris para uma cúpula climática convocada pelo presidente francês Emmanuel Macron, focada na economia da mudança climática.


Notas:


1. O relatório, Heavy Weather: Tracking the fingerprints of climate change, two years after the Paris summit, está disponível em http://eciu.net/assets/Reports/ECIU_Climate_Attribution-report-Dec-2017.pdf


2. O Acordo de Paris foi firmado na conclusão de uma conferência climática da ONU em Paris (COP21) em 12 de dezembro de 2015; entrou em vigor em 4 de novembro de 2016: https://www.ecodebate.com.br/?s=acordo+de+paris


Sobre

A Unidade de Inteligência Energética e Climática é uma organização sem fins lucrativos que apoia o debate informado sobre questões de energia e mudanças climáticas no Reino Unido. A Grã-Bretanha enfrenta escolhas importantes sobre energia e sobre a resposta às mudanças climáticas, e acreditamos que é vital que os debates sobre essas questões sejam fundamentados em evidências e contextos apropriados.




Colaboração de Flavia Guarnieri, in EcoDebate, ISSN 2446-9394, 15/12/2017





Autora: Flavia Guarnieri

Fonte: EcoDebate

Sítio Online da Publicação: EcoDebate

Data de Publicação: 15/12/2017

Publicação Original: https://www.ecodebate.com.br/2017/12/15/estudos-ligam-cada-vez-mais-o-clima-extremo-as-mudancas-climaticas/

Áreas de expansão de cultivo da cana podem sofrer impactos das mudanças climáticas

As áreas de expansão de cultivo de cana-de-açúcar no país – compreendidas pelo extremo oeste do Estado de São Paulo e sul de Goiás – podem sofrer os impactos das mudanças climáticas previstos para essas regiões do Brasil, como o aumento da temperatura e da duração de períodos secos. A estimativa é de uma pesquisa feita na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).




Crises hídricas e aumento da disputa pela água podem dificultar a irrigação em períodos de estiagem, aponta estudo feito por pesquisadores da Unicamp (foto: CTBE / CNPEM)

Os principais resultados do trabalho, apoiado pela FAPESP, foram reunidos no livro Planejamento da produção de cana-de-açúcar no contexto das mudanças climáticas globais, lançado em agosto pela Editora Unicamp.

“O estudo envolveu pesquisadores não só da área agrícola, como também de demografia, saúde, política científica e tecnológica, engenharia genética e divulgação científica, uma vez que as mudanças climáticas representam um problema que precisa ser abordado de formas multi e interdisciplinar”, disse Jurandir Zullo Junior, pesquisador do Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas à Agricultura (Cepagri) da Unicamp e coordenador do projeto, à Agência FAPESP.

Os pesquisadores do Cepagri, em colaboração com colegas da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) e da Universidade de São Paulo (USP), têm gerado nos últimos anos cenários de possíveis impactos das mudanças climáticas na agricultura brasileira para diferentes culturas, como o café, o milho e a soja.

Por meio do projeto apoiado pela FAPESP eles se propuseram a gerar cenários para a cana-de-açúcar, uma vez que há interesse na ampliação das áreas de plantio da cultura no país com o intuito de atender à demanda por etanol. “A cana sempre aparecia como a única cultura agrícola no Brasil que apresentava vantagens em um cenário de mudanças climáticas. Por isso, decidimos confirmar ou refutar essa hipótese ao gerar cenários que envolvessem não só a parte agrícola, mas também outras áreas, e que fossem úteis aos tomadores de decisão sobre políticas públicas voltadas à adaptação do setor sucroalcooleiro nacional às mudanças climáticas”, disse Zullo.

Os pesquisadores estimaram os possíveis impactos das mudanças no clima na produtividade da cana em três áreas: na região de Ribeirão Preto – considerada uma área tradicional de plantio da cultura –, no extremo oeste de São Paulo e no sul de Goiás, denominadas regiões de expansão de produção da cana.

Segundo Zullo, nessas regiões de expansão tem sido observado um aumento da produção de cana em comparação com outras culturas agrícolas, principalmente em áreas antes destinadas à pecuária.

“Constatamos que tem ocorrido uma expansão da produção de cana nessas regiões, especialmente no sul de Goiás, que tem sido muito incentivada pelos próprios governos municipais, porque é uma forma de captarem um volume significativo de recursos para suas cidades”, disse.

As análises das simulações de cenários indicaram que a região tradicional de cultivo de cana não deve ter problemas relacionados a mudanças climáticas.

O problema maior nessa região, segundo os pesquisadores, é o de planejamento e escoamento da produção. “Há áreas produtivas de cana naquela região onde estão concentradas 14 usinas produzindo e competindo pela venda de etanol. Isso é prejudicial porque acaba tendo impacto no preço do produto”, disse Zullo.

Já as áreas de expansão da cana devem sofrer os impactos das mudanças climáticas, uma vez que necessitam da chamada “irrigação de salvamento” durante o período de estiagem, indicam os pesquisadores.

“Considerando o atual cenário de crises hídricas no país e de disputa pela água, essas regiões enfrentarão o desafio de assegurar água para irrigação de lavouras de cana e de outras culturas e, ao mesmo tempo, manter o abastecimento residencial e industrial”, disse Zullo.

Os pesquisadores também observaram que não tem havido uma preocupação dos programas de melhoramento genético da cana em desenvolver variedades mais bem adaptadas às mudanças climáticas.

“Os programas de melhoramento genético têm pensado mais em curto prazo, em questões como melhorias da produtividade, resistência a pragas ou adaptar uma variedade para uma região nova de cultivo. Mas nós não observamos uma preocupação de mais longo prazo, como desenvolver uma variedade mais adaptada aos estresses hídrico e térmico”, disse Zullo.

Planejamento da produção de cana-de-açúcar no contexto das mudanças climáticas globais
Organizadores: Jurandir Zullo Junior, André Furtado e Claudia Castellanos Pfeiffer
Lançamento: 2017
Preço: R$ 68,00
Páginas: 392
Mais informações: www.editoraunicamp.com.br/produto_detalhe.asp?id=1114




Autora: Elton Alisson
Fonte: Agência FAPESP
Sítio Online da Publicação: FAPESP
Data de Publicação: 14/11/2017
Publicação Original: http://agencia.fapesp.br/reas_de_expansao_de_cultivo_da_cana_podem_sofrer_impactos_das_mudancas_climaticas/26631/