22 de setembro de 2013

O outono através de um olhar químico

Hoje eu assisti à um filme que mostrava cenas das diferentes estações do ano indicando que o tempo estava passando. Cada cena era mais linda que a outra, com imagens do Central Park em NYC no outono, o Rockfeller Center no Natal e a neve nas ruas de Manhattan.
Apesar de Toronto não ser uma cidade carismática e cheia de vida como NYC, temos por aqui um ar de tranquilidade com as quatro estações bem marcadas.

Hoje começou a minha estação preferida: o outono. Eu acho magnífico como a natureza age quando as arvores estão ficando secas, e é lindo ver as folhas mudarem do verde para laranja, amarelo e vermelho. Ano passado, a folhagem colorida durou apenas um mês na região de Toronto, e a temperatura ainda estava agradável. Nesta época, eu havia feito duas viagens até os EUA (uma até Cleveland, OH no começo de outubro e outra para NYC meados de novembro) e percebi que a folhagem colorida durou mais tempo do outro lado da borda do que aqui..

Fiquei curiosa para saber o porquê dessa diferença e busquei entender a química por trás da mudança das cores das arvores no outono.

A principal razão pela mudança de coloração das árvores é devido aos dias serem menos longos, e consequentemente à menor quantidade de luz disponível. A umidade do sólo e o clima também afetam esse processo, e asseguram que o espetáculo seja diferente a cada ano.

A clorofila, um dos pigmentos presentes nas folhas, é responsável pela coloração verde porque absorve a luz na região do azul até vermelho do espectro eletromagnético. Por meio da fotossíntese, esse composto converte a luz absorvida em energia química através de uma reação entre CO2 e água que resulta em glicose, que é o alimento das plantas. No outono, as árvores criam uma reserva de glicose para resistir ao inverno e não morrerem.

O fato das plantas consumirem o CO2 nos faz pensar que as florestas são 'o grande pulmão' da terra, o que ajudaria no combate ao aquecimento global. No entanto, temos que lembrar que as plantas jogam de volta para o ar o CO2 através da sua respiração celular, e a verdade é que não ajudam muito na retirada desse composto do ar. Mas, isso seria assunto para um outro post..

No verão, as folhas apresentam coloração verde porque produzem uma grande quantidade de clorofila que acaba mascarando os outros pigmentos responsáveis pelas diversas colorações. A produção da clorofila está diretamente relacionada a quantidade de luz que recebe do sol, e como a chegada do outono significa dias mais curtos, o resultado é uma menor produção desse composto nesta época do ano.

A menor quantidade de clorofila nas folhas vai permitir que outros pigmentos sejam os responsáveis pela sua coloração. O pigmento chamado 'anthocyanin' é responsável pelas colorações vermelha roxa nas folhas e frutas como a maça, morango, 'raspberry' e 'blueberry'. Este composto é produzido no outono (devido à maior reserva de glicose), depende da luz como a clorofila, e é encontrado apenas em algumas árvores. Assim, dias mais ensolarados no outono vão assegurar uma variação maior de cores nas folhas. Segundo pesquisadores da Universidade de Wisconsin, esse composto seria uma espécie de protetor solar para essas árvores no outono. Apesar do sol ser mais forte no verão, o sistema biológico delas  fica mais instável e fraco no outono. No entanto, as árvores que não possuem esse composto recuperam seus nutrientes da mesma forma, mostrando que a natureza atua de diferentes formas para um mesmo fim.

Um outro pigmento, o 'carotenoid', é responsavel pela coloração amarela das folhas e está presente numa quantidade constante ao longo do ano em todas as árvores e em verduras e frutas, tal como o milho e a banana.  Este pigmento não depende da luz e em combinação com o 'anthocyanin', é responsável pelo marron e laranja das folhas no outono e em frutas como a cenoura e abóbora.

O clima perfeito para uma disposição magnifíca das folhas seria 'um verão úmido seguido por um outono com dias enrolarados e secos, com noites pouco frias, e pouco vento e chuva' de acordo com o United States National Arboretum. As temperaturas mais altas, resultado do aquecimento global, mais uma vez preocupam os cientistas pois isso afeta o crescimento das arvores, podendo ressecá-las e matá-las.

Resumindo, com a chegada do outono, os dias se tornam mais curtos e a menor quantidade de luz vai afetar a quantidade de clorofila presente nas árvores. A menor quantidade desse pigmento faz com que o 'carotenoid', presente em quantidade constante, se torna o principal responsável pela coloração amarela das árvores. Dias mais ensolarados vão beneficiar a produção do 'anthocyanin', que não está presente em todas as arvóres. Maiores quantidades desse composto tornam as folhas dessas arvores vermelhas ou roxas, e em menores quantidades, laranja. Como o clima do Canadá costuma ser mais frio que nos EUA, isso significa que nosso outono é mais curto que o americano já que as noites mais frias começam antes, matando de vez as folhas coloridas.



Referências que usei no texto: www.nationalgeographic.com, wikipedia, www.chemistry.about.com, www.pbs.org,