Como as formigas movem carbono no solo e libertam dióxido de carbono

A maioria das pessoas pensa nas formigas apenas como criaturas de superfície: aparecem em piqueniques, irritam e invadem cozinhas.

Mas, debaixo da terra, a história é outra. No subsolo, as formigas estão a fazer algo que os investigadores só muito recentemente começaram a conseguir quantificar à escala global.

Quantidades massivas de carbono

Em qualquer momento, estima-se que existam cerca de 20 quadriliões de formigas a deslocarem-se pelo planeta. No conjunto, esta biomassa aproxima-se de cerca de um quinto de toda a carne humana combinada.

Constroem, escavam e transportam folhas, sementes e insectos mortos ao longo de distâncias consideráveis.

Uma nova análise global sobre a forma como toda essa actividade altera o terreno sob os nossos pés foi liderada por Mingda Wang e Lichao Fan, na Northwest A&F University.

Em parceria com colaboradores na Alemanha e na Suécia, a equipa reuniu 2.232 medições provenientes de 136 estudos distintos.

Os dados abrangiam desertos, zonas húmidas, terras agrícolas, florestas e pastagens.

Carbono a seguir em duas direcções

Quando comparados com solos próximos que não tinham sido mexidos por formigas, os ninhos continham mais 22% de carbono orgânico do solo. Ao mesmo tempo, esses mesmos ninhos libertavam mais 84% de dióxido de carbono.

Ou seja, as formigas aumentam o carbono armazenado no solo, mas também intensificam a libertação de carbono para a atmosfera.

O que torna a sua influência no clima difícil de interpretar é precisamente o equilíbrio entre estes dois fluxos.

A soma de pulmões minúsculos faz a diferença

Cerca de metade do CO2 adicional - 52% - vem das próprias formigas, apenas pela sua respiração.

Ao longo do trabalho, a equipa confrontou dois tipos de experiências. Por um lado, estudos de campo que mediam tudo o que subia a partir de um ninho activo.

Por outro, estudos em laboratório que levavam o mesmo solo do ninho para uma bancada, mas sem as formigas, para medir o que o terreno, por si só, emitia.

Nos ninhos avaliados no terreno observou-se um aumento de 123% no CO2. Já as amostras apenas de solo continuaram a registar um aumento de 55%. A diferença entre ambos resulta directamente das formigas, a expelir oxigénio.

Uma única colónia pode albergar dezenas de milhares de operárias. Há muito que os investigadores suspeitavam que a respiração das formigas contribuía de forma real para as emissões dos ninhos.

Ainda assim, só com esta análise foi possível quantificar esse efeito em tantas espécies e ecossistemas.

Colónias transformam o armazenamento de carbono

Nem todos os ninhos têm o mesmo impacto. O efeito relativo no armazenamento de carbono é maior nos solos mais secos e pobres.

Em regiões áridas, as formigas aumentaram o carbono do solo em 44%. Em locais mais húmidos, esse aumento desceu para 12%.

Nos desertos, os ganhos foram os mais marcantes, com um aumento de 74%, muito acima do observado em pastagens, florestas ou terras agrícolas. Nas zonas húmidas, surpreendentemente, registou-se apenas uma pequena perda.

A escassez ajuda a explicar o padrão. Numa paisagem ressequida, com pouco material disponível, uma colónia que transporta folhas e sementes para um único ponto pode criar uma espécie de pequeno oásis.

Numa floresta densa, onde o carbono já existe em abundância, o mesmo transporte tem um efeito pouco perceptível no contexto do ambiente.

Os investigadores sublinham que o mecanismo é inferido e não observado directamente, mas a tendência manteve-se consistente entre ecossistemas.

A química subterrânea em mudança

O tipo de formiga é tão determinante quanto o clima. Isto era suspeitado há bastante tempo, mas até agora ninguém tinha hierarquizado os intervenientes à escala global.

Formica, Pheidole e Pogonomyrmex, muito comuns em zonas temperadas e áridas, tendiam a aumentar simultaneamente o armazenamento de carbono e as emissões.

Outros géneros quase não alteravam os resultados. A subfamília também teve peso: em média, os ninhos de Formicinae libertaram 1,7 vezes mais CO2 do que os de Myrmicinae.

A dieta introduziu mais uma divisão. Formigas que “cultivam” afídeos para obter secreções açucaradas, ou que colhem sementes, acumulam material vegetal que se decompõe com relativa facilidade.

Isso alimenta os micróbios do solo e potencia a intensidade tanto do armazenamento como das emissões no ecossistema.

Já as formigas predadoras acumulam restos animais ricos em azoto, alterando a química de outra forma.

Os montes das espécies que cultivam fungos podem conter menos carbono, porque são maioritariamente pilhas de subsolo trazido de camadas profundas.

O papel da construção do “lar”

O local e o modo de construção do ninho também mudam as contas. Ninhos acima do solo, feitos de detritos vegetais acumulados ao longo de anos, aumentaram o carbono do solo em 36%.

Ninhos subterrâneos empurraram matéria orgânica para camadas mais profundas.

Montículos minerais tiveram, muitas vezes, um efeito neutro ou ligeiramente negativo, por serem sobretudo terra proveniente de baixo.

As temperaturas podem remodelar os fluxos

O clima está por trás de todos estes resultados. A temperatura e a precipitação determinam que espécies vivem em cada região, o que comem e como constroem os ninhos.

Com o aquecimento global, as formigas já estão a expandir-se para zonas húmidas, regiões frias e explorações agrícolas com mobilização reduzida do solo; e prevê-se que os seus números continuem a aumentar nas próximas décadas.

Ainda faltam peças do puzzle

África, América do Sul e Austrália continuam muito pouco estudadas, apesar de concentrarem uma enorme diversidade de formigas.

Além disso, nesta análise, cada medição captou ou armazenamento de carbono ou emissões, mas nunca ambos no mesmo local e ao mesmo tempo.

Essa lacuna impede, por agora, que o retrato completo do papel das formigas seja respondido com os dados existentes.

Influência subterrânea das formigas

Na construção de modelos globais de carbono, os cientistas do solo têm tratado as formigas, em grande medida, como uma nota de rodapé.

Este trabalho indica que os ninhos merecem uma linha própria no registo, sobretudo em regiões de terras secas.

Para a previsão climática, a questão prática é saber se as formigas são, no balanço final, sumidouros líquidos ou fontes líquidas de carbono.

Ainda assim, um animal que a maioria das pessoas tenta afastar está a mover carbono para dentro e para fora do solo a um ritmo que vale a pena levar a sério.

À medida que as populações de formigas se expandem, com o aumento das temperaturas, para novos ecossistemas, é provável que as consequências para o carbono cresçam em paralelo.