Como as árvores crescem?

Você já olhou para uma árvore gigante e se perguntou quantos anos ela tem? Já se perguntou quanto tempo leva para uma pequena bolota se transformar em um grande carvalho? Acontece que podemos “perguntar” às próprias árvores quantos anos elas têm e até mesmo quão rápido crescem. Mas antes de fazermos essas perguntas, precisamos primeiro entender como as árvores crescem.

As árvores crescem de duas maneiras diferentes ao mesmo tempo: ficam mais altas e mais grossas, graças a células especiais chamadas meristemas (células vegetais que estão ativamente se dividindo ou se reproduzindo). As árvores têm meristemas nas pontas de cada galho, para ajudar os galhos a crescerem mais compridos e as árvores a crescerem mais altas. As árvores também têm meristemas sob a casca, para ajudá-las a engrossar.

Quando você olha para o topo de um toco de árvore ou para a extremidade de um tronco cortado, você pode ver a casca na parte externa, seguida pelo câmbio (camada de tecido que produz as células imaturas necessárias para o crescimento da planta). O câmbio contém três tipos de tecidos: o meristema da casca, o floema (tubos que transportam açúcares produzidos nas folhas para alimentar o resto das células da planta) e o xilema (tubos que transportam água e nutrientes das raízes para as folhas). (Figura 1).

O meristema da casca cria uma nova casca à medida que a árvore cresce e a casca antiga se desgasta. O floema consiste em tubos que transportam os açúcares produzidos nas folhas da árvore para todas as células em outras partes da árvore. O meristema do xilema produz novo xilema, que são os tubos que transportam água das raízes para o resto da árvore. Após o câmbio, você pode ver o xilema antigo. Os tubos de xilema antigo e as células ao seu redor são o que chamamos de madeira. À medida que a árvore cresce, ela produz mais xilema que é adicionado à parte externa do xilema antigo. Isso significa que, conforme a árvore cresce, ela está sempre ficando mais grossa — e a casca sempre precisa crescer para acomodar toda essa nova madeira.

A presença de anéis de crescimento anual permite aos cientistas investigar a idade das árvores e a velocidade de seu crescimento (Figuras 1B, C). Ao observar a extremidade cortada de um tronco, é possível contar o número de anéis entre a casca e o centro, o que indica exatamente quantos anos a árvore ou o galho tinha antes do corte. Felizmente, também podemos contar os anéis de crescimento das árvores sem cortá-las. Para isso, os cientistas utilizam uma broca especial chamada trado de incremento — uma broca oca usada para extrair de uma árvore um núcleo a partir do qual os incrementos são estimados pela contagem dos anéis anuais. O trado permite retirar uma pequena amostra de madeira, aproximadamente do tamanho de um lápis, da casca até o centro da árvore (Figura 2). Esse procedimento não danifica a árvore e permite que os cientistas contem seus anéis para determinar sua idade.

Contar anéis nem sempre funciona

Infelizmente, nem sempre podemos contar os anéis para saber a idade das árvores. Por exemplo, em muitas florestas tropicais, o clima é quente e úmido durante todo o ano, de modo que algumas árvores nunca precisam parar de crescer — portanto, não apresentam anéis de crescimento visíveis. No entanto, cientistas descobriram que muitas árvores tropicais exibem, de fato, anéis de crescimento anuais, mesmo nas florestas tropicais mais úmidas do mundo e em condições desfavoráveis ​​[1]. Há evidências de que os anéis de crescimento em árvores de florestas tropicais são diferentes para cada espécie, de modo que a formação de anéis em algumas espécies está relacionada à falta de água, enquanto em outras, ao excesso.

Outro caso em que não podemos usar anéis é quando as árvores crescem como superorganismos — um grupo de indivíduos que se comportam como um único organismo unificado. Quando isso acontece, uma floresta inteira pode ser apenas uma árvore!

Por exemplo, a árvore Pando (Figura 3A) é um álamo gigantesco que cresce a partir de um único sistema radicular, com quase 50.000 troncos geneticamente idênticos crescendo em uma área equivalente a 80 campos de futebol. Nesse caso, os cientistas podem contar os anéis para saber a idade de cada tronco individual, mas isso não lhes diz a idade da árvore inteira — já que ela é um superorganismo que está sempre criando novos troncos e perdendo os antigos. Usando métodos como a datação por carbono 14 e coletando muitos troncos, galhos e toras enterradas, os cientistas estimam que a árvore Pando possa ter mais de 80.000 anos [2]!

Qual a idade das árvores?

Os cientistas contaram os anéis de crescimento para medir a idade de muitas árvores. A árvore mais antiga já encontrada é um pinheiro-de-bristlecone de 5.062 anos que vive nas Montanhas Brancas da Califórnia (Figura 3B) [3]. Nos trópicos, as árvores grandes geralmente não são tão antigas. A árvore tropical mais antiga já encontrada é um baobá de 1.835 anos que vive em uma floresta seca africana (Figura 3C) [4].

Mudanças no Crescimento das Árvores

Além de nos dizer a idade das árvores, os cientistas também podem medir a espessura dos anéis de crescimento anual para saber o quanto uma árvore engrossou a cada ano de sua vida. Uma árvore tropical média cresce duas vezes mais rápido do que uma árvore temperada média (cerca de 5,0 mm por ano contra 2,5 mm por ano) [5]. Se os cientistas compararem a velocidade de crescimento das árvores a cada ano com o clima desse ano, eles podem descobrir quais tipos de condições as árvores preferem.

Por exemplo, após medir muitos anéis de crescimento, os cientistas podem descobrir que uma espécie de carvalho cresce mais rápido em anos com muita chuva no verão, e que outra espécie de pinheiro cresce mais rápido quando os invernos são mais curtos.

Uma vez que sabemos quais tipos de clima diferentes espécies de árvores preferem ou não, podemos analisar os anéis de crescimento anual de árvores muito antigas para fazer suposições sobre como era o clima no passado. Por exemplo, se os cientistas descobrirem que os pinheiros cresceram particularmente devagar há 200 anos, podem supor que o inverno daquele ano foi longo. Ou, se os carvalhos cresceram particularmente rápido há 350 anos, podem supor que o verão daquele ano foi muito chuvoso.

Esta é uma das maneiras pelas quais sabemos como era o clima há centenas e até milhares de anos, muito antes de termos estações meteorológicas para registrar temperatura e precipitação. Esse processo de medir os anéis das árvores, atribuir anos do calendário a cada um deles e encontrar padrões de crescimento comuns entre as árvores para estimar o clima passado é chamado de dendrocronologia. Do grego: dendro = árvore, chronos = tempo, logos = estudo. A ciência de medir os anéis de crescimento anual das árvores e usar essas medidas para estudar o clima do passado.

Infelizmente, o aquecimento global está piorando o clima para muitas árvores. Embora algumas árvores possam se beneficiar com o novo clima, os cientistas estão descobrindo que a maioria das árvores está crescendo mais lentamente agora do que no passado [6]. Eles também descobriram que as árvores não vivem tanto tempo quando a temperatura fica muito alta [5]. Isso é uma péssima notícia! As árvores são muito importantes para o planeta e para os seres humanos. Elas produzem o alimento que os animais (incluindo os humanos) comem; produzem a madeira que usamos para construir e aquecer nossas casas; proporcionam sombra para refrescar nossas ruas; e ajudam a purificar o ar e a água. Se as árvores crescerem mais lentamente e morrerem mais jovens, não poderão realizar tantas dessas funções benéficas.

Aliás, se as árvores começarem a crescer mais lentamente e não absorverem tanto dióxido de carbono da atmosfera, as mudanças climáticas podem ocorrer ainda mais rapidamente, já que o dióxido de carbono é um gás de efeito estufa. Se as mudanças climáticas se acelerarem, as árvores crescerão mais lentamente e morrerão mais jovens, acelerando ainda mais as mudanças climáticas… e as árvores crescerão ainda mais lentamente e morrerão ainda mais jovens… e assim por diante!

A Importância de Medir a Idade e o Crescimento das Árvores

As árvores crescem em altura e espessura graças a células especiais chamadas meristemas. Em muitas árvores, as células meristemáticas só estão ativas durante parte do ano. Isso faz com que as árvores cresçam em pulsos distintos e cause a formação de anéis de crescimento anuais. Se contarmos os anéis de crescimento em um tronco ou em uma amostra coletada com um trado de incremento, podemos saber a idade da árvore. Se medirmos o tamanho de cada anel de crescimento, saberemos o quanto a árvore cresceu em cada ano de sua vida.

Uma vez que sabemos a velocidade de crescimento das árvores em anos específicos, podemos determinar o tipo de clima que certas espécies de árvores preferem e, então, podemos fazer suposições sobre como era o clima no passado.

Infelizmente, as mudanças climáticas estão fazendo com que muitas árvores cresçam mais lentamente e morram mais jovens do que antes — e isso é uma má notícia para todos. A boa notícia é que, se soubermos o tipo de clima que as diferentes espécies de árvores preferem, podemos promover programas de conservação para plantar as espécies certas nos lugares certos, garantindo que as árvores cresçam rapidamente e absorvam o máximo de dióxido de carbono possível do ar.

Glossário

Meristemas: Células vegetais que estão se dividindo ou se reproduzindo ativamente.

Câmbio: Camada de tecido que produz as células imaturas necessárias para o crescimento da planta.

Floema: Tubos que transportam açúcares produzidos nas folhas para alimentar o restante das células da planta.

Xilema: Tubos que transportam água e nutrientes das raízes para as folhas.

Anéis de Crescimento Anual: Anéis concêntricos encontrados na extremidade de um tronco ou toco de árvore, com cada anel sendo adicionado durante um único período de crescimento.

Trado de Incremento: Uma broca oca usada para extrair de uma árvore um núcleo a partir do qual os incrementos são estimados pela contagem dos anéis de crescimento anual.

Superorganismo: Um grupo de indivíduos que se comportam como um único organismo unificado.

Temperado: Ecossistemas fora dos trópicos, frequentemente com variação sazonal de temperatura entre invernos frios e verões quentes.

Dendrocronologia: Do grego: dendro = árvore, chronos = tempo, logos = estudo. A ciência de medir os anéis de crescimento anual das árvores e usar essas medidas para estudar o clima do passado.

Referências

[1] Giraldo, J. A., del Valle, J. I., González-Caro, S., e Sierra, C. A. 2022. Intra-annual isotope variations in tree rings reveal growth rhythms within the least rainy season of an ever-wet tropical forest. Trees 1:1–14. doi: 10.1007/S00468-022-02271-7

[2] Farmer, J. 2022. Elderflora. A Modern History of Ancient Trees. Basic Books.

[3] Trouet, V. 2020. Tree Story: The History of the World Witte in Rings. Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press.

[4] Patrut, A., von Reden, K. F., Mayne, D. H., Lowy, D. A., e Patrut, R. T. 2013. AMS radiocarbon investigation of the African baobab: searching for the oldest tree. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 294:622–6. doi: 10.1016/j.nimb.2012.04.025

[5] Locosselli, G. M., Brienen, R. J. W., de Souza Leite, M., Gloor, M., Krottenthaler, S., de Oliveira, A. A., et al. 2020. Global tree-ring analysis reveals rapid decrease in tropical tree longevity with temperature. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 117:33358–64. doi: 10.1073/PNAS.2003873117

[6] Bernal-Escobar, M., Zuleta, D., e Feeley, K. J. 2022. Changes in the climate suitability and growth rates of trees in eastern North America. Ecography. 2022:e06298. doi: 10.1111/ecog.06298

Citação

Bernal-Escobar M e Feeley KJ (2024) How Old are Trees and How Fast Do They Grow?. Front. Young Minds. 12:1281560. doi: 10.3389/frym.2024.1281560

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