Os botânicos sabem que as plantas podem usar luz infravermelha, luz com um comprimento de onda maior do que o olho humano pode ver. Essa descoberta levou a pesquisas sobre como melhorar a capacidade das plantas de usar essa luz para melhorar a eficiência fotossintética. Agora, a pesquisa de Shuyang Zhen e colegas sobre plantas à luz do sol descobriu que as plantas já usam muito dessa luz oculta em plena luz do dia. O estudo deles, publicado na próxima edição da New Phytologist, sugere que mais está acontecendo nas folhas à sombra do dossel de uma plantação do que os botânicos pensavam.
Seus resultados podem ter implicações significativas para a modelagem de culturas e como elas usam a luz. Zhen e seus colegas apontam que muitas pesquisas definem a Radiação Fotossinteticamente Ativa como luz no espectro entre 400 e 700 nm.
“A atividade fotossintética dos fótons vermelhos extremos sob pleno sol e sob a sombra da vegetação sugere que os modelos de cultivo e ecossistema podem subestimar significativamente a fotossíntese do dossel”, escrevem Zhen e colegas. “Essas descobertas também sugerem que plantas geneticamente modificadas para produzir chl d e f aproveitar fótons de vermelho distante pode não atingir o alto grau antecipado de aprimoramento de rendimento; a hipótese por trás dessa abordagem é que as plantas atualmente não usam fótons acima de 700 nm. No entanto, nossas descobertas mostram que as plantas já usam fótons de até 750 nm de forma eficiente, tanto sob a luz do sol quanto na sombra do dossel”.
Os botânicos examinaram a eficácia dos fótons infravermelhos à luz do dia usando um filtro de passagem curta. Esta é uma tela que permite a passagem da luz visível, mas bloqueia cerca de 95% da luz no infravermelho. O filtro efetivamente privou as plantas de luz infravermelha. Após colocar o filtro sobre Girassol (Helianthus) e Milho (Zea mays), a equipe então mediu o que aconteceu com a fotossíntese nas folhas.
Os cientistas descobriram que a atividade fotossintética das folhas caiu mais de seis por cento segundos após o filtro bloquear a luz infravermelha. Um efeito colateral desse filtro era que ele também bloqueava a luz ultravioleta, então a equipe tentou outro filtro que removia apenas a luz ultravioleta. Isso cortou a fotossíntese em apenas um por cento, mostrando que a barreira infravermelha teve o maior efeito.
Zhen e seus colegas argumentam que a fixação na faixa de luz visível significa que há problemas tanto com a modelagem quanto com a experimentação. As luzes de LED que emitem fótons apenas no espectro visível não terão a luz infravermelha que as plantas usam em condições naturais. Da mesma forma, lâmpadas halógenas mais antigas podem emitir luz infravermelha em excesso. Por esse motivo, eles dizem que os cientistas que investigam a fotossíntese devem usar LEDs infravermelhos especiais que possam calibrar para experimentos.
A luz infravermelha é particularmente importante na sombra, onde pode representar mais da metade da luz que uma folha recebe. Essa sombra incluiria muitas folhas sob a copa das plantações.
Os autores concluem: “Recomendamos que a definição de radiação fotossinteticamente ativa seja estendida para incluir fótons de 400 a 750 nm com o acrônimo ePAR (PAR estendido), uma métrica aprimorada que prevê melhor a fotossíntese do que o PAR”.
LEIA O ARTIGO
Zhen, S., van Iersel, MW e Bugbee, B. (2022) “Photosynthesis in sun and shade: the surpreendente important of distante-red photons,” New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.18375
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