How to Harness the Ancient Partnership between Forests and Fungi | Colin Averill | TED

Tradutor: Ligia Garofalo Revisor: Jorge Santos

So we know forests play an essential role in regulating the Earth's climate.

Sabemos que florestas têm um papel central na regulação do clima da Terra.

However, most of what we know about those forests

Porém, quase tudo o que sabemos sobre as florestas

is actually based on things we can measure aboveground.

é baseado em coisas que podemos medir acima do solo.

So historically, ecologists like myself would come to this place,

Historicamente, ecologistas como eu viríamos a esse local

and we’d count the number of tree stems we’d find.

e contaríamos o número de árvores que encontrássemos.

We’d identify which species they are,

Identificaríamos as suas espécies,

and today we’d probably remotely sense features of this forest canopy from space.

e provavelmente analisaríamos as copas das árvores remotamente, do espaço.

And all of this absolutely makes sense.

Tudo isso faz sentido.

Aboveground is where photosynthesis happens.

A superfície é onde a fotossíntese acontece.

Photosynthesis is how carbon and energy enter forests.

A fotossíntese é o meio pelo qual carbono e energia entram nas florestas.

Photosynthesis is how trees can remove carbon dioxide

Por meio dela, as árvores removem o dióxido de carbono

from the atmosphere.

da atmosfera.

However, we also know most trees are limited in some way,

Também sabemos que árvores podem ser limitadas

by soil resources like water or nutrients.

por recursos do solo como água ou nutrientes.

And to access those resources, trees have to build roots.

Para acessá-los, as árvores precisam de raízes.

And trees build an incredible amount of roots.

E elas formam muitas raízes.

So in some forests, there can be as much or more biomass belowground,

Em algumas florestas, pode haver tanta ou mais biomassa no subsolo,

in root structures,

na estrutura das raízes,

as aboveground, in stems and leaves.

quanto na superfície, em caules e folhas.

Decades of research have now made very clear

Décadas de pesquisa já deixaram bem claro

that belowground ecology --

que a ecologia do subsolo...

so what’s going on in the soil -- is really essential to understanding

o que acontece no solo é essencial para entender

how these forest systems work.

como os sistemas florestais funcionam.

However, if you follow these root systems all the way out to their terminal ends,

Mas se seguirmos os sistemas radiculares até as suas extremidades,

the finest tips in the root system,

até as suas pontas mais finas,

and you look closely -- I mean super closely,

e olharmos de perto, muito de perto,

like, you’re going to need a microscope closely --

com a ajuda de um microscópio,

you discover a place where the tree stops being a plant,

descobriremos um ponto em que a árvore deixa de ser uma planta

and starts becoming a fungus.

e passa a ser um fungo.

So most trees on Earth form a partnership,

A maior parte das árvores na Terra forma uma parceira

or what scientists call symbiosis,

ou, como dizem os cientistas, simbiose,

with mycorrhizal fungi.

com fungos micorrízicos.

So this, in my opinion,

Esta, na minha opinião,

is one of the most remarkable images ever captured of these organisms.

é uma das imagens mais notáveis já feita desses organismos.

So in the background, at the top,

No fundo, em cima,

you can see this dense network of fungal hyphae.

podemos ver uma densa rede de hifas fúngicas.

These are essentially like roots, but for fungi, instead of plants.

Elas são essencialmente como raízes, mas de fungos, não de plantas.

And in the foreground,

E, em primeiro plano,

you can see these incredible, multinucleated fungal spores,

podemos ver esses incríveis esporos fúngicos multinucleados,

which look totally unreal, but absolutely are.

que não parecem, mas são absolutamente reais.

These are the reproductive structures of the fungus.

Eles são as estruturas reprodutivas do fungo.

These have the potential to become entirely new fungal networks.

Têm o potencial de se tornarem redes fúngicas completamente novas.

Mycorrhizal fungi are essential

Fungos micorrízicos são essenciais

to how basically all plants access limiting soil resources.

para que praticamente todas as plantas acessem os recursos limitados do solo.

There's actually evidence

Inclusive há evidências

that when plants first made the evolutionary transition

de que quando as plantas fizeram a transição evolutiva

from living in water to living on land,

da vida na água para a vida na terra,

they evolved this symbiosis before they even evolved roots.

elas desenvolveram essa simbiose antes de desenvolverem raízes.

And so this partnership between forests and their fungi is ancient,

Essa parceria entre florestas e fungos é ancestral,

and it stretches back hundreds of millions of years.

e remonta a centenas de milhões de anos.

However, these roots don't have to be just fungi.

Porém, essas raízes não precisam ser apenas fungos.

They can also be, for instance, bacteria.

Elas também podem ser, por exemplo, bactérias.

So these circular structures in this root network

Essas estruturas circulares nessa rede de raízes

are called root nodules.

são os nódulos radiculares.

They house symbiotic, nitrogen-fixing bacteria.

Eles abrigam bactérias simbióticas fixadoras de nitrogênio.

And what these bacteria do

E o que elas fazem

is actually convert nitrogen gas in the atmosphere

é converter o gás nitrogênio da atmosfera

into plant-usable forms,

em formas que a planta possa usar

and in turn, they nurture plant growth.

e, em troca, elas estimulam o crescimento da planta.

And the complexity of soil biology just keeps going.

A complexidade da biologia do solo só aumenta.

So these root symbionts are embedded in an even more complex network

Esses simbiontes de raízes estão inseridos em uma rede ainda mais complexa

of free-living bacterial and fungal decomposers,

de bactérias e fungos decompositores que vivem livremente,

and archaea and protists,

arqueias e protistas,

microscopic soil animals, viruses ...

animais microscópicos do solo, vírus...

The biodiversity of soil communities is astonishing.

A biodiversidade das comunidades do solo é espantosa.

We now know a handful of soil

Sabemos que um punhado de solo

can easily contain over 1,000 coexisting microbial species.

pode conter mais de mil espécies coexistentes de micróbios.

And so all of this, this is the soil microbiome.

E tudo isso constitui o microbioma do solo.

This is the forest microbiome, this is the ecosystem microbiome.

Este é o microbioma da floresta, este é o microbioma do ecossistema.

So breakthroughs in DNA sequencing technology

Os avanços na tecnologia de sequenciamento de DNA

have finally turned the lights on belowground.

finalmente se voltaram para o subsolo.

DNA has allowed us to see these microbial communities

O DNA nos permitiu ver essas comunidades microbianas

in unprecedented detail,

com um detalhamento sem precedentes,

and, only recently, at unprecedented scales.

e, apenas recentemente, em escalas sem precedentes.

Yet despite these breakthroughs,

Apesar desses avanços,

I'd argue we still don't know the answers to seemingly simple questions, like this:

eu diria que ainda não sabemos responder questões aparentemente simples, como:

"What does a healthy forest microbiome look like?"

“Como seria um microbioma florestal saudável?”

We're far closer to answering a question like this for people

Estamos bem mais próximos da resposta em relação a pessoas

than we are for plants.

do que em relação a plantas.

The Human Microbiome Project has really led in this area.

O Projeto do Microbioma Humano realmente liderou nessa área.

So the human body is a microbial ecosystem.

O corpo humano é um ecossistema microbiano.

Each of us houses an incredibly biodiverse community of bacteria in our gut,

Cada um de nós abriga uma comunidade

incrivelmente biodiversa de bactérias no intestino,

and that has a profound impact on our health.

o que impacta profundamente a nossa saúde.

This was discovered by medical microbiologists

Isso foi descoberto por médicos microbiologistas

using DNA sequencing to characterize which bacteria

usando sequenciamento de DNA para caracterizar quais bactérias

live in hundreds of people's bodies.

vivem em centenas de corpos de pessoas.

And importantly, also noting health features of those same people.

E, mais importante, também notaram como é a saúde dessas pessoas.

So, are they sick? And if so, with what?

Elas têm doenças? Se sim, quais?

What's their blood pressure, their digestive health,

Como é a pressão sanguínea, a saúde digestiva,

their mental health?

a saúde mental?

And by combining all of that information,

Juntando todas essas informações,

those microbiologists could begin to identify

os microbiologistas começaram a identificar

combinations of bacteria linked to health and disease.

grupos de bactérias ligados à saúde e à doença.

And these analyses became a road map

E essas análises se tornaram um guia

for the development of human microbiome transplant therapies,

para o desenvolvimento de terapias de transplante de microbioma humano,

which is essentially ecosystem restoration,

que é essencialmente restauração de ecossistema,

but for your gut microbiome.

mas para o microbioma intestinal.

And these therapies are now on the road to market

E essas terapias estão prestes a entrar no mercado

to treat some of these diseases today.

para tratar algumas dessas doenças hoje.

And so drawing from this work, my team asked,

Baseando-se nisso, minha equipe indagou:

"What would it look like

“Como seria

to take the Human Microbiome Project approach,

usar a abordagem do Projeto do Microbioma Humano,

but apply it to the forest?”

aplicando-a à floresta?”

What could we discover about the forest carbon cycle?

“O que poderíamos descobrir sobre o ciclo do carbono florestal?”

Could we identify places

“Poderíamos identificar locais onde poderíamos restaurar

where we could actually do belowground microbial restoration,

o microbioma do subsolo,

and, in the process, combat climate change?

e, no processo, combater a mudança do clima?”

Over the past three years,

Nos últimos três anos,

we’ve been working with forest scientists across Europe

temos trabalhado com cientistas de toda a Europa

to do exactly that.

para fazer exatamente isso.

In each of these locations,

Em cada um dos lugares,

scientists have been documenting forest health for decades.

cientistas têm documentado a saúde da floresta durante décadas.

And so, we asked our forest research partners

Então, nós pedimos aos nossos parceiros de pesquisa

to go out to each of these forests

para ir a cada uma das florestas

and collect a small sample of soil,

e coletar uma pequena amostra do solo,

which they then shipped back to our lab in Zurich

que eles reenviaram para o nosso laboratório em Zurique

so we could extract and sequence DNA,

para que extraíssemos e sequenciássemos o DNA,

which allowed us to understand which microorganisms,

o que nos permitiu entender quais microrganismos,

and particularly fungi,

particularmente fungos,

live in each of these forests.

vivem em cada uma das florestas.

And then finally, we used statistics and machine learning

E, finalmente, usamos estatística e aprendizado automático

to relate which microorganisms live in a forest

para relacionar os microrganismos que vivem na floresta

to a really important forest health metric:

com medidas de saúde florestal muito importantes:

tree growth rate

taxa de crescimento das árvores e de captura de carbono acima do solo.

and carbon-capture rate aboveground.

Now, once we controlled for the environmental drivers of tree growth --

Uma vez controlados os veículos ambientais do crescimento das árvores,

so how warm and wet each of these places is,

quão quente e úmido é cada um desses lugares,

as well as other variables we know control background site fertility --

bem como outras variáveis que sabemos que influem na fertilidade do lugar,

we discovered that particularly which fungi colonize

descobrimos que particularmente o fungo que coloniza

the roots of these trees

as raízes dessas árvores

is linked to threefold variation in how fast these trees grow,

está ligado a três vezes a variação de quão rápido essas árvores crescem,

how fast they remove carbon dioxide from the atmosphere.

quão rápido elas removem dióxido de carbono da atmosfera.

So put another way,

Dito de outra forma, essas correlações implicam

these correlations imply that you could have two pine forests,

que, dadas duas florestas de pinheiro, uma ao lado da outra,

sitting side by side,

experiencing the same climate, growing in the same soils.

sujeitas ao mesmo clima, crescendo no mesmo solo.

But if one of them was colonized

Mas se uma delas for colonizada,

by the right community of fungi on its roots,

nas suas raízes, pela comunidade de fungos certa,

it could be growing up to three times as fast as that adjacent forest.

ela poderá crescer até três vezes mais rápido

do que a floresta adjacente.

And furthermore, these patterns were not driven

Além disso, esses padrões não foram guiados

by the presence of particularly high-performing species or strains,

pela presença de espécies ou cepas de desempenho especialmente elevado,

but instead, they were driven by biodiverse and completely different

em vez disso, foram guiados por comunidades de fungos

communities of fungi.

biodiversas e completamente diferentes.

And so these fungal signatures are super exciting to us

Essas assinaturas fúngicas são muito entusiasmantes para nós

because they imply an opportunity to manage,

porque implicam uma oportunidade de gerenciar

and in many cases, actually rewild the forest fungal microbiome.

e, em muitos casos, recuperar o microbioma fúngico da floresta.

So, for example, can we reintroduce fungal biodiversity

Por exemplo, podemos reintroduzir biodiversidade fúngica

into a managed timber forestry landscape?

em uma floresta manejada de madeira?

And in the process, can we make those trees grow faster?

E no processo, podemos fazer as árvores crescerem mais rápido?

Can we make them capture more carbon in their tree stems and in their soils?

Podemos fazê-las capturar mais carbono nos seus caules e no solo?

Can we rewild the soil and combat climate change?

Podemos recuperar o solo e combater a mudança do clima?

And these aren't just rhetorical questions --

Essas não são perguntas retóricas:

we've actually started doing this.

nós realmente começamos a fazer isso.

So this is one of our field trials in Wales, in the United Kingdom.

Eis um de nossos experimentos de campo em Gales, no Reino Unido.

It’s run in collaboration with the charity there

Foi feito em colaboração com uma ONG local

called the Carbon Community.

chamada “The Carbon Community”.

It’s 28 acres, or 11 hectares,

São 28 acres, ou 11 hectares,

and it's set up as a block-randomized controlled trial.

onde é feito um ensaio controlado com randomização em blocos.

This is analogous to how you would run a drug trial,

É análogo a um ensaio clínico,

but in this case, it's for trees instead of people.

mas, nesse caso, usam-se árvores em vez de pessoas.

And here, we do a pretty straightforward experiment.

Aqui, fazemos um experimento bem direto.

We either plant trees, business as usual --

Ou plantamos árvores normalmente,

which is just direct planting of seedlings into the ground --

colocando as sementes no solo,

or we plant trees, and at the moment of planting,

ou plantamos árvores, e no momento do plantio,

we add a small handful of soil.

adicionamos um punhado de solo.

But it's not just any soil.

Mas não é qualquer solo.

It's soil sourced from a forest

É solo tirado de uma floresta

our analyses have identified as harboring potentially high-performing fungi.

na qual identificamos a presença de fungos com alto desempenho em potencial.

So since we reintroduced microbial biodiversity

Uma vez que reintroduzimos biodiversidade microbiológica

into some of these sites,

em alguns desses locais,

we've observed that where we actually did that,

observamos que onde nós fizemos isso,

we've been able to accelerate tree growth and carbon capture in tree stems

conseguimos acelerar o crescimento das árvores

e a captura de carbono nos caules

by 30 to 70 percent, depending on the tree species.

de 30% a 70%, dependendo da espécie.

Or put another way --

Ou, dito de outra forma,

where we manipulated and rewilded the invisible microbiology of this place,

onde manipulamos e recuperamos a microbiologia invisível do lugar,

we’ve begun to change how that entire place works.

começamos a transformar o funcionamento do lugar todo.

Now it's important to emphasize

É importante enfatizar

that we're really excited about these findings,

que estamos muito animados com essas descobertas,

but we also understand they're still early.

mas também entendemos que é só o começo.

We want to see many more large-scale field trials

Queremos ver muitos outros experimentos em larga escala,

and many more locations with many more years of data.

em muitos outros locais, em muitos anos de coleta de dados.

However, beyond just these carbon and climate outcomes,

Porém, além desses resultados relativos a carbono e ao clima,

I think the most exciting thing here

acho que o mais entusiasmante

is that we can actually do this with wild and native and biodiverse

é que podemos fazer isso com combinações

de microrganismos selvagens, nativos e biodiversos.

combinations of microorganisms.

And while we pointed this approach at forestry,

Embora tenhamos usado essa abordagem em silvicultura,

in principle, this kind of science has the potential to generalize

em princípio, esse tipo de ciência tem o potencial para ser usada

to all of our managed landscapes.

em todo tipo de paisagem manejada.

We can begin asking questions like,

Podemos começar com essas perguntas:

"What does a healthy agricultural microbiome look like?"

“Como é um microbioma saudável para a agricultura?”

Thinking across both food and forest agriculture.

Pensando tanto na agricultura alimentar quanto na florestal.

And there's reason to think a biodiversity-first approach

Há motivos para pensar que uma abordagem que prioriza a biodiversidade

may be particularly powerful here.

pode ser particularmente poderosa aqui.

And that’s because the history of agriculture

Isso porque a história da agricultura

has been an exercise in reductionism.

tem sido um exercício de reducionismo.

We've identified high-performing plant species,

Identificamos espécies de plantas mais produtivas,

and then strains,

e então variedades,

and then we’ve selectively bred them,

e então as cultivamos seletivamente,

and now we genetically modify them.

e agora as modificamos geneticamente.

And finally, we plant those organisms out in vast monocultures.

Por fim, plantamos esses organismos em vastas monoculturas.

So a single plant species as far as you can see.

Uma única espécie de planta até onde a vista alcança.

And to be clear,

Para ser claro,

this has produced very productive agroecosystems.

isso levou a agroecossistemas muito produtivos.

But it's also produced ecosystems

Mas também produziu ecossistemas

we’re coming to understand are remarkably fragile.

que estamos começando a entender que são incrivelmente frágeis.

Systems increasingly sensitive to extreme climate events,

Sistemas cada vez mais sensíveis a eventos climáticos extremos,

novel pathogens.

a novos patógenos.

Systems incredibly reliant on chemical inputs,

Sistemas altamente dependentes de insumos químicos,

we're coming to understand have really serious externalities.

começamos a entender que têm externalidades muito sérias.

So we now have the data, computational tools

Agora temos os dados, ferramentas computacionais

and the ecological theory to start going the other way,

e a teoria ecológica para começar a mudar de rumo,

to lean into biodiversity and complexity.

apoiando-nos na biodiversidade e complexidade.

And once we do, the question really becomes,

Quando o fizermos, a questão passará a ser:

by rewilding our soils,

ao recuperar o solo,

can we make our managed food and forest landscapes

as terras para cultivo e florestas poderão se tornar

reservoirs of belowground biodiversity?

reservas de biodiversidade subterrânea?

And in the process,

E no processo, podemos melhorar a produtividade,

can we enhance yields and carbon capture

a captura de carbono

and all the other services we ask of these ecosystems?

e todos os outros serviços que pedimos a esses ecossistemas?

I think there's a lot of reason to be incredibly hopeful here.

Acho que há muitos motivos para ficarmos muito esperançosos.

And I think we also shouldn't be so surprised

Acho que não deveríamos nos surpreender

that these microscopic organisms have the potential

com o potencial desses organismos microscópicos

for such enormous, ecosystem-scale effects.

para efeitos tão enormes, em todo o ecossistema.

And that’s because we’ve known now, really for a long time,

É por isso que nós sabemos agora, já há bastante tempo,

that forests are fungi.

que florestas são fungos.

And they’re incredibly biodiverse communities of bacteria and archaea

E comunidades incrivelmente biodiversas de bactérias, arqueias,

and protists and microscopic soil animals and viruses.

protistas, animais microscópicos do solo e vírus.

Soil is the literal foundation of terrestrial ecosystems,

O solo é o fundamento literal dos ecossistemas terrestres,

and the microbial life that inhabits soil

e a vida microbiana que habita o solo

represents some of the most complex and biodiverse

representa uma das mais complexas

e biodiversas comunidades de vida na Terra.

communities of life on Earth.

For the first time,

Pela primeira vez,

DNA sequencing is turning the lights on belowground.

o sequenciamento de DNA está sendo usado no subterrâneo.

It’s allowing us to see these organisms in unprecedented detail

Ele nos permite ver organismos com um detalhamento inédito

and at unprecedented scales.

e em escalas sem precendentes.

Imagine studying plant biology,

Imagine estudar a biologia de plantas,

but you never really knew if you're looking at a sequoia tree

sem saber se está olhando para uma sequoia

or a sphagnum moss.

ou para um musgo esfagno.

And then, all of a sudden, you did.

E então, de repente, você consegue.

That's what's happening right now in global environmental microbiology.

Isso é o que está acontecendo agora na microbiologia ambiental global.

And so we should expect this revolution

Podemos esperar que essa revolução

in our understanding of these microscopic organisms,

no nosso conhecimento desses organismos microscópicos,

and particularly fungi,

particularmente dos fungos,

to transform how we understand and how we manage our ecosystems

transforme como entendemos e como manejamos nossos ecossistemas

in a foundational way.

de forma fundamental.

Thank you.

Obrigado.

(Cheers and applause)

(Vivas e aplausos)