As análises estáveis ​​de isótopos de oxigênio têm várias aplicações relevantes para rastrear o movimento da água nos ecossistemas. A proporção de ¹⁶O para ¹⁸O (representado como δ¹⁸O) na água foliar fornece informações sobre o déficit de pressão de vapor d'água (VPD) no ar ao redor da planta, a fonte de água da planta e os processos fisiológicos que governam a perda de água foliar, como movimentos estomáticos e transpiração. Por exemplo, à medida que o VPD aumenta (ou seja, à medida que as condições ambientais se tornam mais secas), mais evaporação e, portanto, enriquecimento evaporativo em ¹⁸O ocorre dentro da água da folha, já que o H mais leve₂¹⁶O evapora mais facilmente do que o H mais pesado₂¹⁸O. Isso faz com que o H restante₂O nos locais de evaporação para se tornar mais enriquecido em ¹⁸O. Os pesquisadores usaram esse modelo, originalmente aplicado aos oceanos por Craig e Gordon (1965), para esclarecer as condições evaporativas e a fisiologia foliar.

No entanto, a Modelo Craig-Gordon resultaram em superestimativas de água foliar H₂¹⁸O enriquecimento porque não levou em conta a água menos enriquecida que flui das nervuras das folhas para os locais de evaporação. Essa superestimação afeta muito a forma como interpretamos δ¹⁸O como um substituto para as condições evaporativas nas quais a planta cresceu, bem como a fisiologia foliar. Em resposta a essa superestimação, Farquhar e Lloyd (1993) propôs o efeito Péclet definido como: a água que flui em direção aos locais de evaporação pela transpiração torna-se enriquecida pela retrodifusão da água enriquecida nos locais de evaporação. Em outras palavras, o efeito Péclet descreve a mistura de água tanto do xilema quanto dos locais evaporativos. O efeito Péclet é amplamente impulsionado por mudanças na taxa de transpiração (E) e no comprimento efetivo do caminho (L), onde L descreve o caminho tortuoso que a água percorre das veias das folhas até os locais de evaporação.

Para melhor informar as interpretações da água foliar δ¹⁸O, o modelo de Craig Gordon-Péclet é usado para prever L. L é impossível de medir porque leva em conta não apenas a distância que a água percorre, mas também a tortuosidade do caminho do movimento da água. No entanto, o modelo requer suposições sobre as condições evaporativas que podem ou não ser verdadeiras.

Trabalho prévio (Song et ai. 2013) relações documentadas entre L e parâmetros fisiológicos, como E e condutância hidráulica (k). No entanto, poucos estudos estimaram L em condições ambientais controladas. Loucos e seus colegas fizeram exatamente isso e estimaram L e k simultaneamente na mesma folha para avaliar as descobertas de estudos anteriores.

Loucos et ai. (2015) descobriram que as estimativas de L são fortemente influenciadas por suposições feitas ao calcular ¹⁸O enriquecimento nos locais de evaporação. Ao contrário de estudos anteriores, eles não encontraram suporte para a hipótese de que L está negativamente relacionado a E e k dentro de uma única espécie. Essa correlação negativa era esperada porque se esperava que o movimento da água seguisse um caminho L predominantemente pequeno quando E é alto (ou seja, E > 1 a 2 mmol m^-2s^-1), e quando E é baixo (ou seja, E < 1 a 2 mmol m^-2s^-1), há um fluxo proporcionalmente maior através de uma grande via L (Song et al. 2013). Como resultado, os autores demonstram que muito cuidado deve ser tomado ao investigar e desenvolver qualquer relação entre L e parâmetros ambientais e fisiológicos. Claramente, o caminho para entender L, o efeito Péclet e δ¹⁸O da água da folha não é simples.

Referências

Craig H. e Gordon LI (1965). Variações de deutério e oxigênio-18 no oceano e na atmosfera marinha. In: Tongiorgi E (ed)

.Laboratório de Geologia e Ciências Nucleares, Pisa, pp 9-130.

Farquhar GD & Lloyd J. (1993). Efeitos de Isótopos de Carbono e Oxigênio na Troca de Dióxido de Carbono entre Plantas Terrestres e a Atmosfera. In: Ehleringer JR, Hall AE, Farquhar GD (eds)

Imprensa Acadêmica, San Diego. 47-70. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/b978-0-08-091801-3.50011-8

Loucos KE, Simonin KA, Song X. & Barbour MM (2015). Relações observadas entre folha H₂¹⁸O comprimento efetivo de Peclet e a condutância hidráulica da folha refletem suposições nos cálculos do modelo de Craig-Gordon,

DOI: http://dx.doi.org/10.1093/treephys/tpu110

Song X., Barbour MM, Farquhar GD, Vann DR e Helliker BR (2013). A taxa de transpiração refere-se a variações dentro e entre espécies no comprimento do caminho efetivo em um modelo de água foliar de enriquecimento de isótopos de oxigênio,

(7) 1338-1351. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/pce.12063