Em algumas das regiões mais secas da Terra, a crosta escura e aparentemente imperceptível da superfície é, na verdade, um microecossistema altamente sofisticado. Composta por musgo, fungos, bactérias, algas e animais microscópicos, é chamada de “crosta biológica do solo” e desempenha um papel fundamental na retenção de nutrientes, na estabilização do solo e na prevenção da erosão eólica.
Moss é um dos membros mais “carregadores” desta comunidade. Eles podem secar completamente e parecer mortos, mas podem reviver rapidamente após uma curta chuva; algumas espécies podem fixar-se em rochas nuas e sobreviver em altas temperaturas e escassez de água a longo prazo. Esta característica tenaz levou até os cientistas a imaginar que os musgos poderão ajudar os humanos a manter sistemas de suporte de vida em ambientes extraterrestres extremos no futuro.
Uma equipe de pesquisa da Universidade da Califórnia, em Riverside, propôs recentemente que a supercapacidade de sobrevivência do musgo do deserto pode ser devida a um “ajudante oculto” – fungos que vivem dentro do tecido do musgo. A evidência, publicada na revista botânica New Phytologist, aponta para uma relação simbiótica nunca antes documentada formalmente em musgos.
Se esta descoberta for eventualmente confirmada, poderá não só derrubar uma hipótese básica de longa data sobre a biologia dos musgos, mas também poderá fornecer aos cientistas uma nova janela de observação para reexaminar o ponto de viragem na história da Terra, há cerca de 470 milhões de anos, quando as plantas pousaram pela primeira vez em terra em grande escala.
A investigação existente mostra que mais de 80% das plantas terrestres não trabalham sozinhas, mas formam uma parceria tácita com os fungos: os fungos ajudam as plantas a obter nutrientes minerais do solo e as plantas devolvem aos fungos os açúcares produzidos através da fotossíntese. Um dos mais críticos é o grupo de fungos "fungos micorrízicos arbusculares" (FMA), que formam pequenas estruturas semelhantes a ramos nas raízes das plantas que servem como interfaces de troca de nutrientes.
No entanto, os musgos têm sido vistos há muito tempo como a “exceção” a este padrão. Ao contrário das angiospermas, das plantas lenhosas e da maioria das culturas, os musgos não possuem sistemas radiculares verdadeiros, e a comunidade científica há muito acredita que não existem parceiros fúngicos micorrízicos semelhantes entre as aproximadamente 10.000 espécies conhecidas de musgos.
"Este tem sido o modelo básico nos livros didáticos." O coautor do estudo, Jason Stajic, professor de microbiologia e patologia vegetal na Universidade da Califórnia, em Riverside, apontou que, no entendimento tradicional, os musgos não parecem precisar depender de fungos para sobreviver.
Para testar esta hipótese “preconcebida”, Gene Kelly, um estudante de doutoramento na escola, foi aos desertos de Mojave e Sonora para realizar amostragens de campo. As temperaturas diurnas nestas áreas excedem frequentemente os 38 graus Celsius, tornando-as locais experimentais naturais inóspitos e locais ideais para observar estratégias de sobrevivência em ambientes extremos.
Kelly selecionou especificamente musgos em crostas biológicas do solo para sua pesquisa. Este tipo de crosta é frequentemente descrita como a “crosta viva do deserto”. Não só apoia o funcionamento de ecossistemas áridos, mas também é extremamente frágil. Freqüentemente, uma única pegada ou esmagamento de pneu pode impedir sua recuperação por décadas.
Durante o processo de coleta, Kelly também tentou comparar comunidades de musgos em diferentes condições climáticas. “Às vezes demorava muito e era difícil encontrar a mesma espécie de musgo em outro ambiente.” Ele se lembra de ter pesquisado repetidamente sob condições de temperaturas extremamente altas para estabelecer amostras comparáveis entre áreas áridas e relativamente úmidas.
A questão central da equipa de investigação é: Existem diferenças sistemáticas nas comunidades de fungos nos musgos de diferentes zonas climáticas? Isto é particularmente importante para compreender a zona árida global em expansão. Se fungos específicos ajudarem os musgos a resistir ao calor e à seca, poderão afectar profundamente a forma como os ecossistemas desérticos respondem às alterações climáticas.
No laboratório, os pesquisadores trituram e processam as amostras de musgo coletadas e realizam testes de DNA de fungos. Os resultados mostraram que existem fungos dentro do tecido do musgo e, mais surpreendentemente, incluíam um tipo de fungo micorrízico que geralmente se pensa que precisa se fixar nas plantas para sobreviver.
Comparações adicionais descobriram que a comunidade fúngica no musgo não era idêntica à comunidade fúngica no solo circundante, e a assembléia fúngica dos musgos áridos do deserto também era significativamente diferente da composição fúngica nos musgos de ambientes mais amenos. Kelly especula que “certos fungos podem ser mais propícios à sobrevivência dos musgos em ambientes quentes e secos”.
Este padrão reduz significativamente a probabilidade da “hipótese de contaminação”. Se os fungos fossem simplesmente restos de solo agarrados à superfície do musgo, então as linhagens de DNA detectadas dentro do musgo deveriam estar mais próximas daquelas no solo de fundo. Mas o resultado real é mais parecido com o musgo “escolhendo” parceiros fúngicos específicos, sugerindo alguma associação seletiva entre as duas partes.
As evidências de DNA por si só ainda não são suficientes para provar que os fungos realmente colonizam os tecidos vegetais e participam de atividades fisiológicas. Para procurar evidências estruturais diretas, Kelly tratou o tecido do musgo com um corante azul que se liga especificamente ao fungo e observou-o ao microscópio.
Dentro das células do musgo, ele viu estruturas fúngicas ramificadas. “Quando vi essas formas ao microscópio pela primeira vez, sabia que havíamos encontrado algo muito incomum”, disse Kelly.
Essas estruturas são morfologicamente semelhantes aos "arbúsculos" que os fungos micorrízicos típicos formam nas raízes das plantas - estruturas semelhantes a árvores usadas para troca de nutrientes. Mas, ao contrário das plantas enraizadas, o musgo não possui um sistema radicular real. Essas estruturas semelhantes a “galhos” aparecem nas folhas de musgo, então a equipe de pesquisa as chama temporariamente de “estruturas semelhantes a arbusculares”.
Em termos de morfologia e posição de distribuição, estas estruturas são muito semelhantes às interfaces para troca de nutrientes em outras plantas, mas os cientistas ainda precisam de provar se a troca de materiais realmente ocorre entre musgos e fungos. Somente quando isso for rigorosamente confirmado é que a relação poderá ser formalmente definida como uma verdadeira simbiose.
As descobertas podem ter implicações muito além do campo da ecologia do deserto. Os musgos pertencem a um ramo muito antigo da árvore evolutiva das plantas e são considerados alguns dos primeiros parentes das plantas terrestres.
À medida que as plantas se deslocam dos ambientes aquáticos para a terra, têm de resolver todo um novo conjunto de problemas na aquisição de nutrientes, na prevenção da perda de água e na ruptura do suporte físico dos corpos de água. Cada vez mais registos fósseis mostram que a combinação das primeiras plantas e fungos provavelmente desempenhou um papel decisivo neste processo histórico. Muitos investigadores acreditam mesmo que foram estas parcerias que contribuíram para a "ecologização" em grande escala dos continentes terrestres.
Se os musgos forem de facto capazes de hospedar fungos micorrízicos de uma forma anteriormente negligenciada, isso forçará a comunidade científica a repensar as origens e a diversidade das relações planta-fungo no início da evolução, e poderá até reescrever a narrativa clássica sobre o tipo de ajuda fúngica em que as plantas dependiam para pousar em terra.
Do ponto de vista da aplicação, esta pesquisa também é relevante para práticas de restauração ecológica em áreas áridas. Atualmente, as crostas biológicas do solo enfrentam múltiplas ameaças, como o aumento das temperaturas, a seca persistente, a pressão do pastoreio, os veículos todo-o-terreno e o pisoteio humano. A recuperação deste tipo de comunidade é extremamente lenta. Uma vez danificado, muitas vezes leva anos ou até décadas para ser parcialmente reconstruído.
A experiência atual não pode provar diretamente que o fungo está definitivamente ajudando o musgo a melhorar a sua taxa de sobrevivência, mas revela claramente uma “rede oculta” que não foi reconhecida antes. Para os investigadores que esperam implementar a restauração ecológica em zonas áridas degradadas, este potencial mecanismo de cooperação musgo-fungo pode fornecer novas ideias para a concepção de estratégias de restauração mais sofisticadas no futuro.
Como disse Kelly: "O deserto está cheio de formas de vida que as pessoas consideram certas, mas nunca olham seriamente. Às vezes, as maiores surpresas crescem silenciosamente sob nossos pés."