As histórias de vida das plantas são sincronizadas com as mudanças sazonais nas condições ambientais, como temperatura e disponibilidade de luz. Em 2012, pesquisadores descobriram que o tempo de floração avançou 1 dia por década em 490 espécies de flores respondendo ao aquecimento das temperaturas da primavera ao longo de 20-50 anos. Para entender como os ecossistemas serão afetados pelas mudanças climáticas, é importante investigar o crescimento das plantas, a produção de sementes e o surgimento de mudas ao longo de várias gerações.
Dr. Steven Footitt e colegas da Universidade de Warwick e da Universidade Boğaziçi testou o potencial de mudanças no crescimento da planta e germinação de sementes da espécie de planta modelo Arabidopsis thaliana em um gradiente térmico de +4°C. A ampla distribuição de Arabidopsis os ecótipos (populações adaptadas às condições ambientais locais) a tornam uma espécie indicadora ideal para investigar o impacto do aquecimento global na fenologia vegetal. Os pesquisadores descobriram que um anual de inverno obrigatório responde mais positivamente ao aquecimento global do que um ecótipo anual de verão obrigatório. No início deste verão, os pesquisadores determinaram padrões de expressão de todo o genoma ao longo de um ciclo de dormência anual em dois Arabidopsis thaliana ecótipos.
Os pesquisadores usaram dois ecótipos de Arabidopsis thaliana adaptados às ilhas quentes/secas de Cabo Verde (Macaronésia; Cvi) e ao clima frio/úmido de Burren (Irlanda; Bur). Os cientistas criaram um túnel termogradiente com um gradiente térmico de +4°C para produzir um cenário realista de aquecimento global para a área experimental entre 2011-13 e 2080. Bandejas de 24 plantas foram colocadas na extremidade fria/ambiente (C) e na extremidade extremidade quente (W) do túnel. Tempo de floração, biomassa da planta, altura e produção de sementes foram medidos. Os pesquisadores coletaram as sementes maduras da primeira população (F1) e depois usaram as sementes F1 para cultivar plantas novamente no túnel. As sementes foram coletadas novamente da segunda população (F2) e a germinação das sementes e a emergência das plântulas foram testadas.
O aquecimento global simulado reduziu o tamanho anual da planta no verão e a produção de sementes em um ciclo de vida no verão. Em um ciclo de vida de inverno, o aumento das temperaturas avançou o tempo de floração em 10.1 dias °C-1 no inverno anual e 4.9 dias °C-1 no verão anual. O tempo de emergência das plântulas da geração F2 respondeu ao ambiente experimentado durante a produção de sementes F1. O ecótipo irlandês apresentou maior plasticidade fenotípica nas folhas de roseta do que o ecótipo macaronésico. A emergência total do ecótipo irlandês diminuiu à medida que a emergência aumentou, enquanto a emergência do ecótipo macaronésio aumentou.
“Revelamos uma forte resposta adaptativa ao aquecimento global no ecótipo anual de inverno Cvi, em comparação com uma resposta mais fraca no ecótipo anual de verão Bur”, disseram Footitt e seus colegas.
“O momento de emergência das mudas observado no ecótipo anual do verão do norte da Europa pode exacerbar o impacto negativo do aumento previsto das temperaturas da primavera e do verão em seu estabelecimento e desempenho reprodutivo.”
“Em contraste, o estabelecimento de mudas do anual de inverno da Macaronésia pode se beneficiar de temperaturas mais altas do solo que atrasarão a emergência até o outono, mas também facilitarão a floração mais cedo na primavera e, consequentemente, evitarão altas temperaturas no verão.”
Você pode assistir a um pequeno vídeo do Dr. Steven Footitt explicando os túneis de gradiente térmico no Warwick Crop Centre.
