Midwood: um novo tipo de madeira pode ser a chave para melhorar o sequestro de carbono

Os tulipeiros são compostos por um tipo de madeira completamente novo, que não é nem duro nem macio. Divergiram das árvores de magnólia quando as concentrações atmosféricas de CO₂ na Terra eram relativamente baixas e podem crescer alto (mais de 30 m) e rapidamente.

Esta descoberta pode ser a chave para melhorar a captura e armazenamento de carbono em florestas de plantação, onde podem ser plantadas árvores de crescimento rápido tipicamente vistas em jardins ornamentais, ou através da criação de madeiras semelhantes a tulipeiros noutras espécies de árvores.

Espécies emblemáticas

Os cientistas examinaram a estrutura microscópica de 33 espécies de árvores emblemáticas das colecções vivas do Jardim Botânico da Universidade de Cambridge para explorar a forma como a ultraestrutura da madeira evoluiu nas madeiras macias, ou gimnospérmicas, como os pinheiros e as coníferas, e nas madeiras duras, ou angiospérmicas, como o carvalho, o freixo e a bétula.

A microscopia eletrónica de varrimento a baixa temperatura, ou cryo-SEM, permitiu aos cientistas obter imagens e medir o tamanho da arquitetura à nanoescala das paredes celulares secundárias (madeira) no seu estado nativo hidratado; revelou que os tulipeiros não eram nem folhosos nem resinosos.

"Analisámos algumas das árvores mais emblemáticas do mundo, como a sequoia, o pinheiro Wollemi e os chamados "fósseis vivos", como a 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 flor", afirma o Dr. Raymond Wightman, diretor da instalação central de microscopia do Laboratório Sainsbury da Universidade de Cambridge.

"Os dados do nosso estudo forneceram-nos novos conhecimentos sobre as relações evolutivas entre a nanoestrutura da madeira e a composição da parede celular, que difere entre as linhagens de plantas angiospérmicas e gimnospérmicas. As paredes celulares das angiospérmicas têm unidades elementares características mais estreitas, chamadas macrofibrilas, em comparação com as das gimnospérmicas".

Espécies antigas

O tulipeiro Liriodendron tulipifera, e o tulipeiro chinês, Liriodendron chinense, são duas espécies sobreviventes do antigo género Liriodendron, nativas do norte dos Estados Unidos, do centro e do sul da China e do Vietname, respetivamente.

Ambas têm macrofibrilas muito maiores do que os seus parentes de madeira dura. As macrofibrilas das angiospérmicas de folhosas têm cerca de 15 nm de diâmetro, enquanto as macrofibrilas das gimnospérmicas de folhosas, de crescimento mais rápido, têm macrofibrilas maiores, de 25 nm. Os tulipeiros medem algures entre estes dois extremos, 20 nm.

"Mostramos que os liriodendros têm uma estrutura intermédia de macrofibrilhas que é significativamente diferente da estrutura da madeira macia ou da madeira dura", diz o Dr. Jan Łyczakowski da Universidade Jagiellonian. "Os liriodendros divergiram das árvores de magnólia há cerca de 30-50 milhões de anos, o que coincidiu com uma rápida redução do CO₂ atmosférico. Isto pode ajudar a explicar porque é que os tulipeiros são altamente eficazes no armazenamento de carbono".

A equipa suspeita que as macrofibrilas maiores desta "madeira intermédia" ou "madeira acumuladora" são responsáveis pelo rápido crescimento dos tulipeiros. Łyczakowski afirmou que, apesar da sua importância, pouco se sabe sobre a forma como a estrutura da madeira evolui e se adapta ao ambiente externo. "Fizemos algumas descobertas fundamentais neste estudo: uma forma completamente nova de ultraestrutura da madeira nunca antes observada e uma família de gimnospérmicas com madeira dura semelhante à das angiospérmicas em vez da madeira mole típica das gimnospérmicas."

"Sabe-se que ambas as espécies de tulipeiros são excecionalmente eficientes no sequestro de carbono, e a sua estrutura macrofibrilar alargada pode ser uma adaptação que as ajuda a capturar e armazenar mais facilmente maiores quantidades de carbono quando a disponibilidade de carbono atmosférico estava a diminuir", acrescenta Łyczakowski. "Os tulipeiros" podem acabar por ser úteis para plantações de sequestro de carbono. Alguns países da Ásia Oriental já estão a usar plantações de Liriodendron para sequestrar carbono de forma eficiente, e agora acreditamos que isso pode estar relacionado com a sua nova estrutura de madeira."

Referência da notícia:

- Lyczakowski, J L. & Wightman, R. (2024) Convergent and adaptive evolution drove change of secondary cell wall ultrastructure in extant lineages of seed plants. New Phytologist