A erva marinha tem o potencial de ser uma das esponjas mais eficazes do mundo na absorção e armazenamento de carbono, mas ainda não sabemos como a poluição por nutrientes afeta sua capacidade de sequestrar carbono.
Em um par de estudos, pesquisadores da U-M avaliaram o impacto do nitrogênio e do fósforo na erva marinha, gramíneas curtas e semelhantes a gramados que vivem em áreas costeiras rasas. Analisando dados coletados de um local de erva marinha enriquecido com nutrientes ao longo de um período de nove anos, os cientistas descobriram que os nutrientes podem aumentar a capacidade da erva marinha de armazenar carbono. No entanto, em um segundo estudo, também descobriram que um excesso de nitrogênio poderia levar ao aumento do crescimento de fitoplâncton, que pode obscurecer e matar a erva marinha.
Ambos os estudos, publicados na Global Change Biology e na Conservation Letters, respectivamente, foram apoiados pela National Science Foundation e pela David and Lucille Packard Foundation.
Jacob Allgeier, professor associado de ecologia e biologia evolutiva, estuda peixes, ervas marinhas e ecologia de corais em baías das Bahamas e da República Dominicana. Ele percebeu que as ervas marinhas que cresciam em baías sobrecarregadas de nutrientes, principalmente provenientes de águas residuais humanas, rapidamente morriam. A luz não conseguia penetrar através do fitoplâncton, que também proliferava sob as altas condições de nutrientes.
No entanto, em outras baías que passaram por escoamento de nutrientes, mas que não tinham fitoplâncton que obscurecesse a luz, ele observou que a erva marinha crescia bem. As áreas costeiras tropicais são frequentemente carentes de nutrientes. Quando as ervas marinhas que crescem lá são banhadas em nutrientes, seu crescimento aumenta, desde que não haja muito fitoplâncton bloqueando a luz, diz Allgeier.
Os pesquisadores, liderados pela recente doutoranda da U-M, Bridget Shayka, descobriram que em leitos de erva marinha relativamente pobres em nutrientes, fósforo e nitrogênio ajudaram a erva marinha a crescer. À medida que a erva marinha crescia, inicialmente investia em seu crescimento subterrâneo, ou sistemas radiculares, armazenando carbono em suas raízes. Depois, a planta investia em estruturas acima do solo – suas lâminas. O resultado final foi que as raízes cresciam rapidamente, mas também morriam rapidamente, o que direcionava carbono extra para o sedimento ao redor das raízes e o sequestrava a uma taxa maior.
“As pessoas pensavam que o excesso de nutrientes estava matando a erva marinha”, disse Allgeier. “Mas mostramos que, desde que não haja muitos nutrientes, que também aumentariam o fitoplâncton, a erva marinha apenas aumentará o crescimento com o excesso de nutrientes.”
Para estudar os impactos dos nutrientes, Shayka e Allgeier coletaram amostras da erva marinha de parcelas de teste nas Bahamas que haviam sido tratadas com nutrientes por nove anos. Shayka e um grupo de 17 alunos de graduação trabalharam arduamente para desembaraçar a erva marinha, separando a planta em partes: as lâminas que crescem acima do solo, mas submersas, a bainha da qual as lâminas emergem, as raízes da erva marinha e os rizomas da erva marinha – basicamente um caule subterrâneo do qual outras plantas de erva marinha podem crescer.
Em seguida, eles liofilizaram cada parte, pulverizaram e testaram por nitrogênio, fósforo e carbono. Além de descobrir que o aumento dos nutrientes no sistema aumentou a rotatividade de carbono nas plantas, os pesquisadores também descobriram que os nutrientes fornecidos por fontes humanas tiveram um impacto maior nas ervas marinhas do que aqueles fornecidos por peixes.
“Os sistemas que estudamos são sistemas com poucos nutrientes, então a adição de nutrientes pode aumentar a produção de erva marinha”, disse Shayka, agora funcionária de programa da organização sem fins lucrativos Ocean Visions. “Mas também sabemos que, quando você vai longe demais e adiciona nutrientes em excesso, isso realmente destrói esses sistemas. É uma das principais causas de sua destruição em todo o mundo e em sistemas costeiros.”
No segundo estudo, os pesquisadores testaram qual nutriente, nitrogênio ou fósforo, teve o maior impacto na erva marinha, bem como se a razão entre nitrogênio e fósforo ou a quantidade total de cada nutriente teve o maior efeito no sistema. Eles também examinaram os impactos dos nutrientes no fitoplâncton.
Para fazer isso, criaram 21 razões diferentes de nitrogênio para fósforo e adicionaram nutrientes a parcelas de teste de erva marinha crescendo em uma parte diferente da mesma baía, além de fitoplâncton em frascos. Eles descobriram que o fósforo teve um efeito positivo maior no crescimento da erva marinha do que o nitrogênio nas condições de baixa nutrição.
A teoria ecológica de longa data sugere que a razão entre os nutrientes tem o maior impacto em um sistema – mas os pesquisadores descobriram que, neste caso específico, o fósforo teve um efeito maior na erva marinha, enquanto o nitrogênio teve um efeito maior no crescimento do fitoplâncton. Em particular, os pesquisadores descobriram que a adição de nitrogênio fez com que as taxas de fitoplâncton nos frascos disparassem, mostrando que o aumento do nitrogênio na paisagem natural poderia levar a níveis de fitoplâncton que obscureceriam a erva marinha.
“Quando você cultiva tomates, não adiciona apenas nitrogênio. Você adiciona uma proporção perfeita de nitrogênio e fósforo. Essa ideia está disseminada em nossa sociedade”, disse Allgeier. “Mas, porque testamos a coluna de água e porque testamos a erva marinha, somos capazes de dizer que esse modelo não funciona em nosso sistema.”
Essa descoberta pode informar como as comunidades locais controlam os impactos dos nutrientes na erva marinha.
“Não estamos parando o enriquecimento por nutrientes. Isso simplesmente não vai parar”, disse Allgeier. “Mas podemos gerenciá-lo. E como você melhor gerencia isso? Nós filtramos para nitrogênio.”
