Dia de São Patrício: Livros didáticos podem estar errados sobre por que as plantas são verdes

As colinas verdejantes da Irlanda exibem um tom intenso que talvez não tenha surgido pelo mecanismo que inúmeros livros didáticos repetem há décadas.

Muita gente aprende que a clorofila - o conjunto de pigmentos que permite às plantas obter energia da luz - “reflete” luz verde, e que isso explicaria por que tantas folhas parecem um esmeralda chamativo. Só que essa explicação, ao que tudo indica, é um equívoco bastante difundido.

Um artigo científico de 2020 propõe que a clorofila não reflete luz. Em vez disso, ela simplesmente absorve com mais força a luz azul e a luz vermelha, deixando a luz verde com maior probabilidade de se espalhar (ser espalhada/difusamente refletida) para fora da folha - possivelmente a partir de estruturas como as paredes celulares.

A clorofila continua sendo parte da história por trás do verde das plantas - porém não do jeito simplificado que muitos manuais apresentam. E, ao que tudo indica, o processo real é mais interessante e mais complexo do que a versão “padrão”.

Clorofila e folhas verdes: por que a luz verde se destaca sem ser “refletida” pela clorofila

“Folhas de plantas são verdes porque a luz verde é absorvida com menos eficiência pelas clorofilas a e b do que a luz vermelha ou azul e, portanto, a luz verde tem maior probabilidade de ser refletida de modo difuso pelas paredes celulares do que a luz vermelha ou azul”, escreve uma equipa liderada pelo biólogo molecular de plantas Olli Virtanen, da Universidade de Turku, na Finlândia.

“Clorofilas não refletem luz.”

A explicação mais comum para o verde das plantas se apoia numa regra básica da óptica: a cor de um objecto depende do comprimento de onda da luz que ele reflete. Para um objecto plano e homogéneo - como um bloco de Lego - isso funciona bem, porque o espectro de reflexão tende a se comportar como um “espelho” do espectro de absorção.

Só que uma folha está longe de ser tão simples quanto um bloco de plástico: ela é formada por várias camadas, materiais e microestruturas. Num sistema heterogéneo assim, a luz pode sofrer interacções mais elaboradas: uma parte do tecido pode absorver, enquanto outra pode ser a principal responsável pelo espalhamento.

O padrão de absorção da clorofila é conhecido há muito tempo: a absorção é mais intensa nas regiões violeta-azulada e vermelha do espectro visível, e menos intensa na faixa do verde.

Luz verde também serve para a fotossíntese

Outra ideia comum é que a luz verde seria “inútil” para as plantas. Os autores lembram que as folhas absorvem comprimentos de onda verdes apenas cerca de 20% a 30% menos eficientemente do que a luz vermelha ou azul. E como a luz verde penetra mais fundo nas folhas e no dossel (a copa/“cobertura” vegetal), ela pode contribuir para a fotossíntese nas camadas inferiores, onde outras cores chegam com mais dificuldade.

Ainda assim, absorver menos luz verde não significa que a clorofila esteja a refletindo essa luz.

Experimentos com folhas verdes, amarelas e brancas

Para testar a questão, Virtanen e colegas fizeram uma série de medições para comparar como folhas de diferentes cores devolvem luz: não apenas folhas verdes, mas também folhas amarelas e brancas, que contêm quantidades distintas de clorofila. Em geral, folhas amarelas têm bem menos clorofila do que folhas verdes da mesma espécie; folhas brancas não têm clorofila.

A equipa mediu quanto de cada faixa de comprimentos de onda era refletida por esses tipos de folhas - e o resultado chamou atenção: folhas amarelas e brancas refletiram mais luz verde do que as folhas verdes.

• Folhas verdes refletiram menos de 10% da luz verde incidente.
• Folhas amarelas refletiram cerca de duas vezes mais luz verde do que as folhas verdes.
• Folhas brancas refletiram aproximadamente 30% da luz verde.

Se a clorofila fosse a responsável por “refletir” a luz verde, folhas com menos clorofila (ou sem clorofila) deveriam refletir menos verde. Como aconteceu o contrário, a conclusão é que outra componente do tecido foliar está a fazer a maior parte do espalhamento.

Os pesquisadores sugerem que esse “outro” elemento seja provavelmente a celulose nas paredes das células vegetais, embora enfatizem que serão necessários estudos adicionais para confirmar.

Se folhas sem clorofila refletem mais verde, por que não parecem mais verdes?

É natural ficar com duas dúvidas: 1. Se folhas sem clorofila refletem mais luz verde, por que elas não parecem ainda mais verdes? 2. Se folhas com clorofila refletem tão pouco verde, por que o verde delas é tão vivo?

As respostas envolvem, de um lado, as propriedades da luz refletida e, do outro, o funcionamento da nossa visão.

Folhas brancas e amarelas não aumentam apenas a reflexão do verde: elas tendem a refletir mais luz em várias partes do espectro. A cor que percebemos é aquela que predomina na luz refletida. No caso das folhas amarelas, o tom dominante é, justamente, o amarelo.

Já as folhas brancas refletem de forma mais uniforme ao longo do espectro visível. Pense num prisma separando a luz nas suas cores constituintes: quando essas cores se recombinam em proporções equilibradas, a percepção resultante é branco.

A sensibilidade do olho humano favorece o verde

Em condições normais de luz do dia, há um detalhe curioso: o olho humano é especialmente sensível a comprimentos de onda na região do verde. Com a mesma intensidade física, o verde tende a parecer mais brilhante para nós do que outras cores.

Por isso, basta uma quantidade relativamente pequena de verde espalhado para que ele “domine” a percepção. Assim, mesmo que folhas verdes absorvam a maior parte da luz verde, o pouco que é difusamente refletido por outras estruturas internas já é suficiente para produzir um verde vivo, quase vívido.

“Com estes dados”, escrevem os autores, “procuramos refutar e corrigir o equívoco comum de que a clorofila reflete luz verde”.

Um olhar extra: estrutura da folha e o papel do ambiente

Além da clorofila, a aparência de uma folha depende muito da microarquitectura interna: a disposição das células, os espaços de ar entre tecidos e a espessura das camadas podem aumentar ou reduzir o espalhamento da luz. Em plantas da mesma espécie, variações de idade da folha, hidratação e até stress ambiental podem alterar como a luz se distribui no tecido e, com isso, mudar subtilmente a tonalidade percebida.

Também vale lembrar que outros pigmentos influenciam a cor: carotenóides (associados a amarelos e alaranjados) e antocianinas (frequentemente avermelhadas/arroxeadas) podem ganhar destaque conforme a estação, a luz disponível e o estado fisiológico da planta - o que ajuda a explicar por que uma mesma copa muda de cor ao longo do ano.

Então está aí: agora você tem uma explicação mais fiel para o motivo de o seu trevo-de-quatro-folhas ser verde. Quanto à origem de seus poderes místicos, essa continua algures “para lá do arco-íris”.

A pesquisa foi publicada no Journal of Biological Education.