Em uma pesquisa recente sobre a estrutura microscópica da madeira de árvores e arbustos icônicos, pesquisadores fizeram uma descoberta inovadora: um tipo de madeira completamente novo. Essa descoberta tem o potencial de revolucionar o sequestro de carbono em florestas de plantação ao introduzir uma árvore de rápido crescimento comumente encontrada em jardins ornamentais.
O estudo identificou que as árvores de tulipa, que podem atingir alturas de mais de 30 metros e são relacionadas às magnólias, possuem um tipo único de madeira que desafia a classificação como madeira dura ou macia.
Os pesquisadores da Universidade Jaguelônica e da Universidade de Cambridge usaram um microscópio eletrônico de varredura de baixa temperatura (crio-SEM) para capturar a arquitetura em nanoescala das paredes celulares secundárias (madeira) em seu estado hidratado natural.
Em seu estudo, eles descobriram que as duas espécies sobreviventes do antigo gênero Liriodendron, especificamente a Tulip Tree (Liriodendron tulipifera) e a Chinese Tulip Tree (Liriodendron Chinese), possuem microfibrilas significativamente maiores em comparação com seus parentes de madeira dura. Macrofibrilas são fibras longas alinhadas em camadas dentro da parede celular secundária.
O Dr. Jan Łyczakowski da Universidade Jagiellonian, o principal autor da pesquisa publicada no New Phytologist, observou: “Mostramos que os Liriodendrons têm uma estrutura de macrofibrila intermediária que é significativamente diferente da estrutura de madeira macia ou madeira dura. Os Liriodendrons divergiram das Magnolia Trees há cerca de 30-50 milhões de anos, o que coincidiu com uma rápida redução no CO2 atmosférico. Isso pode ajudar a explicar por que as Tulip Trees são altamente eficazes no armazenamento de carbono.”
A equipe especula que as macrofibrilas maiores neste “madeira central” ou “madeira acumuladora” podem ser responsáveis pelo rápido crescimento das Tulipeiras.
“Ambas as espécies de Tulip Tree são conhecidas por serem excepcionalmente eficientes em reter carbono, e sua estrutura macrofibrilar aumentada pode ser uma adaptação para ajudá-las a capturar e armazenar mais facilmente maiores quantidades de carbono quando a disponibilidade de carbono atmosférico estava sendo reduzida”, Łyczakowski acrescentou. “Tulip Trees podem acabar sendo úteis para plantações de captura de carbono. Alguns países do Leste Asiático já estão usando plantações de Liriodendron para bloquear carbono de forma eficiente, e agora achamos que isso pode estar relacionado à sua nova estrutura de madeira.”
Liriodendron tulipifera é nativa da América do Norte, enquanto Liriodendron chinense é nativa do centro e sul da China e do Vietnã. A descoberta foi parte de uma pesquisa de 33 espécies de árvores das Coleções Vivas do Jardim Botânico da Universidade de Cambridge, explorando a evolução da ultraestrutura da madeira em madeiras macias e duras.
“Apesar de sua importância, sabemos pouco sobre como a estrutura da madeira evolui e se adapta ao ambiente externo. Fizemos algumas descobertas importantes nesta pesquisa – uma forma inteiramente nova de ultraestrutura de madeira nunca observada antes e uma família de gimnospermas com madeira dura semelhante à angiosperma em vez da madeira macia típica da gimnosperma,” Łyczakowski disse.
“Os principais blocos de construção da madeira são as paredes celulares secundárias, e é a arquitetura dessas paredes celulares que dá à madeira sua densidade e resistência, das quais dependemos para construção. As paredes celulares secundárias também são o maior repositório de carbono na biosfera, o que torna ainda mais importante entender sua diversidade para promover nossos programas de captura de carbono para ajudar a mitigar as mudanças climáticas.”
“Analisamos algumas das árvores mais icônicas do mundo, como a sequoia gigante e o pinheiro Wollemi, e os chamados “fósseis vivos”, como Amborella trichopoda, que é a única espécie sobrevivente de uma família de plantas que foi o primeiro grupo ainda existente a evoluir separadamente de todas as outras plantas com flores”, disse o Dr. Raymond Wightman, gerente da unidade central de microscopia do Laboratório Sainsbury da Universidade de Cambridge.
“Nossos dados de pesquisa nos deram novos insights sobre as relações evolutivas entre a nanoestrutura da madeira e a composição da parede celular, que difere entre as linhagens de plantas angiospermas e gimnospermas. As paredes celulares das angiospermas possuem unidades elementares características mais estreitas, chamadas macrofibrilas, em comparação com as gimnospermas, e essa pequena macrofibrila surgiu após a divergência do ancestral Amborella trichopoda.”
A análise de Lyczakowski e Wightman das macrofibrilas da parede celular em Gnetum gnemon e Gnetum edule, ambos membros da família Gnetophytes, revelou uma ultraestrutura secundária da parede celular semelhante à das paredes celulares de madeira dura em angiospermas. Esta descoberta demonstra um caso notável de evolução convergente, onde Gnetophytes desenvolveram independentemente uma estrutura do tipo madeira dura tipicamente associada a angiospermas. É realmente fascinante como essas plantas se adaptaram e evoluíram. A pesquisa foi conduzida durante o verão excepcionalmente quente de 2022 no Reino Unido.
Referência do periódico:
- Jan J. Lyczakowski, Raymond Wightman. A evolução convergente e adaptativa impulsionou a mudança da ultraestrutura da parede celular secundária em linhagens existentes de plantas com sementes. New Phytologist, 2024; DOI: 10.1111/nph.19983
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