São Paulo (AUN - USP) - As trocas gasosas das folhas são realizadas por movimentos de abertura e fechamento de poros chamados estômatos. Quando abertos eles permitem, por exemplo, a entrada do gás carbônico necessário para a fotossíntese e a saída de água por evaporação. No entanto, sob determinadas circunstâncias, como condições climáticas adversas, os estômatos estão sujeitos a duas tendências contraditórias: precisam abrir para permitir a fotossíntese, mas, ao mesmo tempo, devem permanecer fechados para evitar a perda de água.

No entanto, estudos recentes realizados por laboratórios de todo o mundo revelaram que o comportamento dos estômatos sob tais circunstâncias não é homogêneo nem estático. Dependendo dos fatores ambientais, como a disponibilidade hídrica e a umidade do ar, eles podem permanecer constantemente abertos, produzir um movimento oscilatório de abertura e fechamento contínuo ou apresentar um complexo processo de auto-organização interna que, apenas aparentemente, não obedece a uma ordem lógica.

No Brasil, experiências nesse campo estão sendo feitas pelo biólogo Gustavo Maia da Universidade do Oeste Paulista em colaboração com pesquisadores da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. A partir dos experimentos realizados por Gustavo, a professora do Instituto de Física Geral da USP Carmen P. Cintra do Prado está desenvolvendo, juntamente com o bolsista de mestrado do CNPq Marcus Cima Ferraz, um modelo matemático capaz de descrever como os estômatos se acoplam e conseguem se auto-organizar internamente. A expectativa é que esse modelo, baseado em informações já apresentadas pelos botânicos e relacionadas com os mecanismos que governam a abertura e o fechamento de um único estômato, consiga explicar a origem desses processos complexos. A compreensão desse comportamento permitirá, eventualmente, que se entenda e que se interfira no desenvolvimento de plantas que, por exemplo, vivem em condições de estresse hídrico, ou seja, em regiões muito secas. Atualmente, a pesquisa procura os mecanismos capazes de reproduzir experimentalmente os complexos padrões de auto-organização observados.

Além disso, o estudo do processo de auto-organização aplica-se também a inúmeros sistemas naturais. Tradicionalmente a ciência tenta explicar as características dos sistemas mais complicados a partir do comportamento isolado de suas partes. No entanto, em muitos sistemas, foram observadas estruturas coletivas que não podem ser explicadas dessa forma. Estes passaram, então, a ser conhecidos como sistemas complexos. Como escreve a professora Carmen, em artigo a ser publicado na revista CLE (Centro de lógica e epistemologia) da UNICAMP ainda esse ano, o reconhecimento de que o estudo das partes não é suficiente para explicar comportamentos coletivos tem levado ao desenvolvimento de novos conceitos e metodologias, além de trazer novas abordagens para problemas diversos, como nas áreas de robótica, finanças, funcionamento do cérebro humano ou ciência política.