Florestas Quebram uma Lei Hipnotizante Encontrada em Toda a Natureza
A fascinação pelos fractais reside em seus padrões repetitivos e encantadores que são visíveis em toda a natureza.
Ao observarmos mais de perto elementos como as ramificações das samambaias ou os detalhes minuciosos dos flocos de neve, percebemos esses padrões se repetindo em escalas menores, chegando até aos níveis microscópicos, como o atômico e o quântico.
Essas formas geométricas, embora cativantes, têm suas restrições. Pesquisas recentes apontam que os desenhos fractais observados em árvores isoladas não se reproduzem nas copas das florestas.
Diante da prevalência de fractais na natureza, Fabian Fischer e Tommaso Jucker, biólogos da Universidade de Bristol, decidiram investigar se esses padrões poderiam ser aplicados na organização das copas florestais.
Eles propuseram que, se os padrões fractais se estendessem das pequenas ramificações e folhas de uma árvore para as copas das florestas inteiras, isso poderia permitir que os ecologistas descrevessem paisagens naturais complexas utilizando uma linguagem matemática simplificada.
Fischer esclarece que a auto-similaridade dos fractais é atraente porque “permite representar um objeto complexo por meio de regras e números simples”.
Se as copas das florestas se comportassem como fractais, Fischer e Tommaso imaginaram que poderiam utilizar essa propriedade para quantificar a complexidade dos ecossistemas florestais e comparar as diferenças estruturais entre as florestas ao redor do mundo.
“A complexidade estrutural da copa é uma propriedade emergente fundamental dos ecossistemas florestais, diretamente relacionada à sua capacidade de armazenar carbono, ciclar água e nutrientes, além de fornecer habitat para a biodiversidade”, escrevem os pesquisadores em seu estudo.
Estudos anteriores, realizados há algumas décadas, indicavam padrões fractais em florestas, mas estes eram mais notáveis em áreas afetadas por incêndios ou desmatamento, o que deixava dúvidas sobre se esses padrões eram uma característica real das paisagens florestais.
Modelos analíticos mais recentes também tentaram calcular a complexidade estrutural das florestas para entender quais condições favorecem ecossistemas mais complexos.
Para aprofundar a pesquisa, Fischer e Tommaso coletaram dados de levantamentos a laser realizados por aeronaves em nove tipos diferentes de florestas na Austrália, que variavam desde áreas de vegetação rasteira e savanas tropicais até florestas densas de chuva e altas florestas de Eucalyptus regnans. Esses locais, com 5 quilômetros quadrados cada, diferiam significativamente em termos de precipitação e estrutura.
A partir desses levantamentos, os pesquisadores desenvolveram modelos de alta resolução das copas das florestas para verificar se seguiam o escalonamento fractal.
Os resultados mostraram que nenhuma das nove seções de copas estudadas apresentava comportamento fractal além das copas das árvores individuais.
No entanto, os estudos revelaram certa previsibilidade nos traços das florestas e em como elas se desviavam dos padrões fractais, o que pode ser útil para comparações de ecossistemas. Por exemplo, florestas mais altas e úmidas exibiam maior auto-similaridade do que ecossistemas mais secos e baixos.
Fischer comenta: “Descobrimos que as copas das florestas não são fractais, mas são muito similares na maneira como se desviam da fractalidade, independentemente do tipo de ecossistema.”
Ele expressou surpresa ao notar “quão semelhantes eram todas as copas das florestas na forma como se desviavam dos fractais verdadeiros e como esses desvios estavam relacionados ao tamanho das árvores e à aridez do ambiente.”
Como próximo passo, os pesquisadores planejam comparar uma variedade maior de ecossistemas florestais em todo o mundo e analisar múltiplos levantamentos ao longo do tempo para observar o desenvolvimento das estruturas florestais.
Embora seja tentador pensar que podemos simplificar a complexidade da natureza com alguns termos matemáticos, as florestas podem acabar sendo ecossistemas rebeldes que desafiam as leis matemáticas, desde suas copas até suas células. E há uma beleza particular nisso também. [Science Alert]
