A capacidade das florestas tropicais de crescer e armazenar carbono é limitada, em parte, pela herbivoria. Insetos e outros animais preferem se alimentar de árvores fixadoras de nitrogênio, reduzindo o sucesso dos fixadores e o nitrogênio que eles fornecem. Assim, relata um novo artigo publicado esta semana na revista Nature , que recomenda a contabilização de restrições de herbivoria em árvores fixadoras de nitrogênio em modelos climáticos e projeções do sumidouro de carbono da floresta tropical.

Ao fazer parceria com os micróbios do solo, as árvores fixadoras de nitrogênio transformam o gás nitrogênio atmosférico em uma forma de nitrogênio disponível para as plantas. Quando os fixadores perdem suas folhas, eles enriquecem os solos com nitrogênio, beneficiando as plantas próximas. Em florestas tropicais pobres em nitrogênio, as árvores fixadoras de nitrogênio são a principal fonte de novo nitrogênio para os solos. No entanto, eles também são raros.

Sarah Batterman, ecologista de florestas tropicais do Cary Institute of Ecosystem Studies e coautora do artigo, explica: "O crescimento das árvores em muitas florestas tropicais é limitado pela falta de nitrogênio. Dado o benefício substancial do nitrogênio para essas florestas, há muito Tem sido um mistério o motivo pelo qual as árvores fixadoras de nitrogênio representam apenas 5-15% das árvores. Suspeitamos que os herbívoros podem ter como alvo preferencial os fixadores devido às suas folhas nutritivas e ricas em nitrogênio."

Com colegas, Batterman decidiu revelar se as dietas de insetos e outros herbívoros eram uma restrição. Seu estudo de três partes analisou: (1) se as árvores fixadoras de nitrogênio sofreram mais herbivoria do que as não fixadoras, (2) o custo de carbono da herbivoria e (3) se a herbivoria foi devida à preferência dos herbívoros por folhas ricas em nitrogênio.

O trabalho de campo foi realizado na Ilha de Barro Colorado, no Panamá, em um terreno de 50 hectares de floresta tropical madura de planície. As mudas de árvores, estágio de vida vulnerável à herbivoria, foram avaliadas. Foram analisadas folhas de 23 espécies fixadoras e 20 espécies não fixadoras, representando 350 mudas e 1.626 folhas. A herbivoria em folhas maduras foi quantificada pela varredura das folhas e avaliação da área foliar danificada. Para um subconjunto de árvores, a herbivoria ativa foi rastreada durante um período de três meses.

Os custos de carbono da herbivoria foram determinados observando os custos de reconstrução do tecido foliar perdido e como os danos nas folhas reduziram a assimilação de carbono por meio da fotossíntese. As características foliares também foram coletadas entre as espécies e incluíram: concentrações de nutrientes, defesas físicas, resistência foliar e similaridade química.

No geral, os fixadores experimentaram 26% mais herbivoria do que os não reparadores. Suas folhas foram atacadas 21% a mais do que os não fixadores, consistente com o fato de serem alvos preferenciais de insetos e outros animais. As mudas fixadoras tiveram uma proporção maior de área foliar perdida do que as não fixadoras, mas esse número foi menor do que o esperado, indicando que os fixadores desenvolveram estratégias de defesa para evitar que os herbívoros consumissem grandes áreas de suas folhas.

Os fixadores também experimentam custos de oportunidade de carbono 34% maiores devido à herbivoria do que os não fixadores, excedendo o custo metabólico da fixação de nitrogênio. Inesperadamente, verificou-se que a alta herbivoria para fixadores não foi impulsionada pelo alto nitrogênio foliar. Os autores observam que a única característica que explicou consistentemente todas as medidas de herbivoria foi a própria característica de fixação – que explicou até 24% da variação – sugerindo que a alta herbivoria e a característica de fixação estão diretamente ligadas evolutivamente.

O principal autor, Will Barker, da Universidade de Leeds, explica: "Nossas descobertas sugerem que os fixadores de nitrogênio têm custos de herbivoria mais altos do que os não fixadores, e que a herbivoria pode ser substancial o suficiente para limitar o sucesso das árvores fixadoras de nitrogênio e sua capacidade de aliviar o nitrogênio déficits em solos tropicais. Isso tem implicações de manejo para as misturas de espécies usadas nos esforços de reflorestamento."

Batterman conclui, "Florestas tropicais maduras e em recuperação são um grande e importante sumidouro de carbono, mas esse sumidouro está enfraquecendo devido à mudança climática e à limitação potencial pelo nitrogênio. O custo generalizado da herbivoria para fixadores de nitrogênio deve ser incorporado nos modelos de mudança climática como um restrição na fixação simbiótica de nitrogênio e no futuro crescimento da floresta tropical".