A biodiversidade vegetal é inestimável porque equilibra os ecossistemas, protege as bacias hidrográficas, atenua a erosão, modera o clima, fornece abrigo para animais, e é um recurso para novas culturas alimentares e medicamentos.

As primeiras plantas vasculares evoluíram há cerca de 420 milhões de anos. Atualmente são conhecidas mais de 350 mil espécies de plantas vasculares, mas há muito mais atores no palco do que papéis que podem ser interpretados.

Em um novo artigo, Roderick Hunt, da Universidade de Exeter, e Ric Colasanti, da Universidade de Bournemouth, tentam encontrar um conjunto mínimo de condições e processos que possam sustentar a alta biodiversidade vegetal a longo prazo.

Para representar a vida vegetal, os autores usaram 19 tipos funcionais, cada um representando um amplo agrupamento de espécies de plantas que compartilham o mesmo papel dentro da função do ecossistema. Os tipos funcionais são representados usando o Classificação C–S–R de espécies de plantas: C (competidor), S (tolerador de estresse) e R (ruderal). Existem muitos intermediários, mas em cada um dos três extremos Salário as plantas têm alta probabilidade de crescimento vegetativo em condições de alto recurso e baixa perturbação; tolerante ao estresse as plantas têm uma alta probabilidade de sobreviver com poucos recursos e baixa perturbação; e rude as plantas têm uma alta probabilidade de crescimento a partir de sementes sob alto recurso e alta perturbação. Não há tipos de plantas que possam sobreviver a poucos recursos e alta perturbação. Cada um dos 19 tipos funcionais ocupa sua própria parte característica do espaço de RSE.

Os autores usaram métodos de modelagem de autômatos celulares (CA) para encontrar um conjunto mínimo de condições e processos que podem suportar alta biodiversidade a longo prazo. A CA caracteriza o crescimento, manutenção e regeneração de cada tipo de planta com relação à sua sensibilidade à variação na disponibilidade de recursos e distúrbios físicos.

“Nós teorizamos que três drivers seriam necessários para apoiar a diversidade de plantas”, diz Hunt. “Estas foram a existência de uma variedade de tipos funcionais, heterogeneidade na disponibilidade de recursos e distúrbios e invasão por propágulos de uma fonte externa”.

As simulações começaram com plantas virtuais representando todos os 19 tipos funcionais em proporções iguais. Drivers ambientais na forma de recursos e distúrbios foram então aplicados aleatoriamente, sozinhos ou em combinação, ao longo de 1,000 ciclos de vida para determinar se cada planta manteria sua presença, cresceria ou diminuiria. A biodiversidade de cada resultado foi medida.

O modelo CA confirmou que padrões realistas e de longo prazo da biodiversidade vegetal poderiam ser sustentados incluindo uma variedade de tipos funcionais, manipulando recursos e distúrbios externos e permitindo a invasão de propágulos. Embora cada um desses drivers fosse individualmente capaz de promover temporariamente a biodiversidade vegetal, todos os três eram necessários simultaneamente para sua manutenção a longo prazo.

“A modelagem por computador nos permite reproduzir dinâmicas complexas de comunidades ao longo de uma multiplicidade de gerações. Raramente é possível explorar o surgimento de processos evolutivos de alto nível como esses no mundo físico”, explica Hunt.