Abaixo do sul do Oceano Índico, onde a placa tectônica africana está se separando de sua vizinha antártica, um vulcão de águas profundas surge. Ele perfura a superfície do oceano no quarenta anos rugindo, uma região notória por seus ventos uivantes e ondas tempestuosas, onde é conhecida como Ilha Marion.

Expostos aos ventos, deixam a ilha fria, com a WIkipedia afirmando que neve ou geada podem ser esperadas em qualquer época do ano. Também menciona que está entre os lugares mais nublados do mundo. Seria de se esperar que, se algum lugar fosse se beneficiar do aquecimento global, este seria o lugar. Também está localizado em um local onde se espera que ocorra o maior aquecimento. Uma equipe de botânicos sul-africanos visitou a ilha em 2019 e 2020 para realizar experimentos sobre o que o futuro reserva para ela.

A Ilha Marion parece um ótimo lugar para trabalho de campo botânico. É isolada, tendo se unido à sua vizinha Ilha do Príncipe Eduardo apenas após a dispersão dos continentes. É um ótimo lugar para fugir de tudo, a menos que você queira fugir de pinguins, focas e... albatrozes errantesMetade da população mundial de albatrozes errantes vive na ilha. Infelizmente, essa população está em perigo porque também há muitos ratosOs humanos só chegaram à ilha em 1799, trazendo consigo camundongos clandestinos. Mas, posteriormente, outros habitantes, que vieram estabelecer uma estação de pesquisa em 1947, trouxeram consigo espécies mais invasoras.

Visão ampliada da Poa annua (grama-azul anual) mostrando sua estrutura florífera e arranjo foliar característicos. A grama apresenta múltiplas cabeças de sementes delicadas e ramificadas, com pequenas flores verde-esbranquiçadas agrupadas em caules finos. As folhas estreitas, em forma de lâmina, são verde-vivo, com algumas apresentando pontas marrons ou amareladas, típicas dessa espécie invasora comum. A planta forma tufos densos com caules floridos eretos e folhagem arqueada. Ao fundo, mais vegetação gramínea é visível, mas fora de foco.
poa annua na Ilha Marion por Elmar van Rooyen/iNaturalist CC-BY-NC

poa annua, também conhecido como Poa enferma, é uma gramínea comum na Europa Ocidental e também encontrada em todo o mundo como uma espécie introdutora. As sementes da gramínea se espalham por toda parte e, em meados do século XX, chegaram à Ilha Marion, onde se tornaram uma espécie invasora.

Uma touceira madura de Agrostis stolonifera (grama-de-crista-rasteira) fotografada no que parece ser uma estação de pesquisa ou área desenvolvida. A grama forma uma touceira grande e densa com numerosas cabeças de sementes altas, marrom-douradas, elevando-se acima da folhagem. A planta exibe o padrão de crescimento característico desta espécie, com folhas verdes e amareladas, semelhantes a lâminas, criando um tufo substancial. As abundantes e delicadas cabeças de sementes em panícula estão totalmente maduras e captam a luz, conferindo-lhes uma aparência plumosa, cor de trigo. Ao fundo, são visíveis edifícios de metal corrugado e paletes de madeira, sugerindo que a foto foi tirada na estação de pesquisa na Ilha Marion.
Agrostis stolonifera na Ilha Marion por Elmar van Rooyen/iNaturalist CC-BY-NC

Agrostis stolonifera é outra grama eurasiana muito difundida, que foi tomada pelos humanos ao redor do mundo. Ela se espalha não apenas por sementes, mas também por estolões, caules horizontais rastejantes que podem criar novas raízes. Isso significa que, quando encontra um lugar que gosta, pode se espalhar rapidamente.

Polypogon magellanicus (grama-de-magalhães) crescendo em seu habitat natural na Ilha Marion, exibindo as características cabeças de sementes curvas e plumosas que conferem a esta grama nativa sua aparência distinta. A planta forma tufos densos com folhas longas e arqueadas e inflorescências proeminentes, marrom-púrpura, em forma de pluma, que se curvam graciosamente ao vento. A grama cresce em meio à vegetação típica da Ilha Marion, incluindo plantas-almofada rasteiras, musgos e outras gramíneas em vários tons de verde, marrom e laranja-avermelhado. A paisagem mostra o terreno plano e varrido pelo vento característico da ilha, com áreas úmidas visíveis à distância sob um céu nublado e cinza típico do clima subantártico.
Polypogon magellanicus na Ilha Marion por Elmar van Rooyen/iNaturalist CC-BY-NC

Nita Pallett e colegas coletaram amostras de gramíneas na ilha e, colocando-as em vasos, submeteram-nas ao aquecimento do solo, elevando-as 3°C acima da temperatura ambiente para observar como reagiam. Eles usaram duas gramíneas nativas Polypogon magellanicus e Poa cookii para comparação com as plantas invasoras para ver se um lado teria vantagem sobre o outro.

Poa cookii (grama-azul de Cook) crescendo em seu habitat natural na Ilha Marion, exibindo o hábito de crescimento robusto e em touceiras característico desta espécie de gramínea nativa. A planta forma uma touceira grande e densa com folhas estreitas e verde-brilhantes irradiando-se do centro, e exibe múltiplas cabeças de sementes compactas, verde-amareladas, agrupadas na folhagem. A grama exibe a forma típica de crescimento em forma de almofada, adaptada para suportar os ventos fortes e o frio da Ilha Marion. A paisagem ao redor mostra o terreno típico da ilha, com solo vulcânico escuro, manchas de musgo e outra vegetação rasteira, e gramíneas secas em vários estágios de dormência, criando um fundo marrom-dourado.
Poa cookii na Ilha Marion por Elmar van Rooyen/iNaturalist CC-BY-NC

Uma das razões pelas quais ilhas subantárticas como a Ilha Marion são consideradas tão sensíveis ao aquecimento global se deve à Teoria do Ecossistema Frio. A ideia por trás disso é que, em ecossistemas frios, o problema não é a temperatura em si. É fome de nutrientes.

As plantas obtêm a maior parte do que precisam para crescer da atmosfera, na forma de dióxido de carbono, e do solo, na forma de água. Mas ainda precisam de outros elementos, em particular nitrogênio, fósforo e potássio. Estes são fornecidos no solo por micróbios, e quando está mais frio, os micróbios têm menor capacidade de trabalho. O resultado é bastante matéria morta pronta para ser decomposta, mas poucos micróbios fazendo o trabalho. Solo mais quente deve significar decomposição mais rápida, mais nutrientes e, portanto, crescimento mais rápido e maior das plantas.

Para verificar se a limitação de nutrientes era o problema, a equipe também conduziu um segundo experimento. Nesse experimento, adicionaram nitrogênio, fósforo e potássio como fertilizante para observar a reação das plantas. As plantas não reagiram como a teoria previa.

Poderíamos esperar que o aquecimento melhore a disponibilidade de nitrogênio. O calor extra ativa os micróbios, reciclando material morto e tornando-o disponível para as plantas. No entanto, um número crescente de estudos mostra que isso nem sempre acontece. Pallett e colegas também observam que outros estudos descobriram que o aumento na disponibilidade de nutrientes pode ser temporário. Isso mostra por que experimentos em ambientes reais são necessários.

Para as plantas da Ilha Marion, o aquecimento aumentou consistentemente o crescimento das plantas para apenas uma espécie (a invasora poa annua). As duas gramíneas nativas não apresentaram nenhuma resposta significativa ao aquecimento e, surpreendentemente, nenhuma delas Agrostis stolonifera, a outra espécie invasora. Mas a descoberta realmente surpreendente veio do experimento com fertilizantes.

A adição de fertilizantes auxiliou o crescimento das plantas de todas as espécies. E muito. O crescimento dobrou, tanto para plantas nativas quanto invasoras. As plantas estavam claramente famintas por alimento, teoricamente abundante no solo rico em matéria orgânica da Ilha Marion. Mas se o aquecimento deveria liberar esses nutrientes do solo, por que as plantas ainda estavam famintas?

A análise do solo revelou por que as plantas continuaram famintas. O aquecimento liberou algum nitrogênio, mas muito menos do que o esperado. Pior ainda, não liberou fósforo, outro nutriente essencial para o crescimento das plantas. O rico solo orgânico da Ilha Marion, apesar de meses de aquecimento, teimosamente reteve a maior parte de sua riqueza nutricional. As equipes de reciclagem microbiana, que deveriam estar trabalhando horas extras, mal apareciam para trabalhar. Essas descobertas têm implicações significativas para nossa compreensão dos efeitos das mudanças climáticas. Pallett e colegas escrevem:

[A] aplicação de fertilizantes tem sido usada em experimentos como um indicador do aquecimento do solo, assumindo implicitamente que o aquecimento aumentará a liberação de nutrientes (por exemplo, veja Jonasson e outros 1999; Graglia e outros 2001). O uso de fertilizantes como substituto do aquecimento do solo é inadequado, pois a liberação de nutrientes com o aquecimento pode não ocorrer ou ser comparativamente pequena. Além disso, as respostas ao aquecimento diminuem com o tempo devido à aclimatação microbiana à temperatura ou à limitação do substrato (Kirschbaum 2004; Romero-Olivares et al. 2017). A aplicação de fertilizantes como um substituto do aquecimento também pressupõe aumentos simultâneos em todos os nutrientes requeridos pelas plantas, o que pode não ser o caso.

Os resultados mostram que, como o aquecimento não leva automaticamente a mais nutrientes disponíveis no solo, o aumento das temperaturas pode favorecer o crescimento de plantas invasoras no Ártico e na Antártida. Isso criará mais desafios de conservação em regiões de difícil acesso. Os resultados também enfatizam que esses são exatamente os tipos de lugares onde os biólogos precisarão estar se quiserem testar seus modelos com dados do mundo real.

LEIA O ARTIGO

Pallett, NCM, Ripley, BS, Greve, M. e Cramer, MD (2025) “O aquecimento tem efeitos limitados no crescimento das plantas por meio da liberação de nutrientes: evidências da Ilha Marion subantártica”, Annals of Botany. Disponível em: https://doi.org/10.1093/aob/mcaf154.

Imagem de capa: Ilha Marion com alguns pinguins-saltadores explicando pacientemente como receberam esse nome, por lizziepop / iNaturalist CC-BY-NC