As florestas são ambientes dinâmicos onde as plantas competem por luz e nutrientes. Os tamanhos e formas das copas das árvores são de fundamental importância na ecologia. Às vezes, há lacunas nas copas das árvores que podem ser formadas pelo vento que move o dossel e causa abrasão entre árvores de altura semelhante. Desde a década de 1920, os cientistas observaram que as copas de algumas espécies de árvores (mangue negro, pinheiro lodgepole) crescem como um quebra-cabeça que tenta evitar a sobreposição com outras árvores. Esse fenômeno é chamado de timidez da coroa e é extremamente complicado de quantificar e estudar para os cientistas.
Jens van der Zee, aluno de pós-graduação da Wageningen University and Research (WUR), supervisionado por Drs Álvaro Lau na WUR e Alexandre Shenkin da Universidade de Oxford propôs uma nova medida da timidez da coroa. Os pesquisadores descobriram que uma métrica, chamada de complementaridade de superfície, normalmente usada para prever a formação de complexos de proteínas, pode quantificar a evasão do dossel em 3D. Esta pesquisa fez parte do projeto de Jens van der Zee tese de mestrado. O Dr. Lau quantificou previamente o biomassa de árvores de varreduras a laser terrestre na Guiana e o Dr. Shenkin recentemente aplicou a Teoria da Escala Metabólica para entender o tamanho da copa das árvores e a variabilidade da forma em diferentes ecossistemas.
Em 2017, os pesquisadores usaram a varredura terrestre LiDAR (Light Detection and Ranging) de mais de 100 árvores na Guiana. van der Zee e seus colegas selecionaram 14 pares de árvores que foram posicionados próximos o suficiente para detectar a timidez da copa e produziram nuvens de pontos 3D. Eles mediram a esbeltez das árvores medindo a altura e o diâmetro na altura do peito. Os pesquisadores calcularam a complementaridade da forma aos pares e segmentaram as zonas de interação do dossel. Em seguida, compararam a complementaridade entre árvores sobrepostas e não sobrepostas e investigaram a relação entre esbelteza e timidez de copa.
Van der Zee e seus colegas aplicaram com sucesso a métrica de complementaridade de superfície para quantificar a timidez da coroa. Metade dos pares de árvores apresentou copas sobrepostas e a métrica foi baixa (0.267), enquanto as copas não sobrepostas apresentaram valores mais altos (0.647).
“Até recentemente, ser capaz de observar a timidez das copas estava reservado para copas estruturalmente simples e planas, onde a luz de fundo do céu revela as lacunas entre as copas das árvores”, escreveram van der Zee e seus colegas.
Os pesquisadores também descobriram que quanto mais esguias eram as árvores, mais as copas pareciam evitar a sobreposição. Estudos anteriores descobriram que árvores esbeltas crescem em árvores menores, pois elas balançam mais com o vento.
“[O] nossos resultados sugerem que eles também desenvolvem formas de coroa que complementam as de seus vizinhos. Ao fazer isso, as árvores otimizam o espaço de cultivo disponível, minimizando os danos causados por colisões”.
“Este estudo serve como um exemplo do valor da modelagem de árvore 3D para expandir nossa compreensão das interações do dossel, pois ajudou a visualizar e quantificar uma dinâmica interessante do dossel de maneiras sem precedentes”.
