Atualizado 28 de novembro de 2025 por Sergio A. Loiola
Pesquisadores identificaram um padrão global em plantas que se auto organizam em regiões áridas, afim de otimizar o uso da água. O padrão foi denominado de “hiperuniforme desordenado perfeito”.
A pesquisa foi publicada na Revista PNAS.
Havia suspeitas e hipóteses de longa data acerca das formações estranhas de plantas tipo gramíneas e pequenos arbustos em todo o mundo, em especial regiões áridas.
Agora a pesquisa sugere ter encontrado uma ordem oculta nessas plantas que se auto-organizam, ecoando um padrão encontrado em toda a natureza.
A seguir veremos como os cientistas identificaram essa ordem oculta na auto organização de plantas em regiões áridas, e as implicações. Em texto, imagens e vídeos.
Se existe um padrão comum na auto-organização dessas plantas haveria um ancestral comum? O que podemos aprender e onde usar essa aprendizado para otimizar recursos hídricos, na agricultura por exemplo? Deixe seu comentário no final!
Vídeo 1: Círculos de Fadas Revelados: A Teoria da Auto-Organização das Plantas
Vídeo 2: Desvendando o Mistério: Os Enigmáticos Círculos de Fadas da Namíbia
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O Padrão de auto Organização comum entre as plantas de diversas paisagens áridas permite aproveitar ao máximo os recursos hídricos
Cientistas descobriram um padrão “hiperuniforme desordenado perfeito” na forma como as plantas se organizam em diversas paisagens áridas, o que lhes permite aproveitar ao máximo os recursos hídricos.
A partir de uma longa investigação, observando formações vegetais em regiões árias em todo o planeta, cientistas descobriram uma “ordem oculta” em regiões áridas de todo o planeta, onde as plantas seguem uma hiperuniformidade desordenada.
CC BY-SA 3.0 , via Wikimedia Commons)
Uma disposição que parece aleatória e desorganizada de perto, mas que adere a um padrão claro quando vista de mais longe.
As descobertas explicam fenômenos como o “arbusto-tigre” na África Ocidental, onde faixas de plantas se assemelham a listras de tigre vistas de cima, ou os “círculos de fadas” na Namíbia, que parecem manchas à distância, mas na verdade são aglomerados de plantas.
Essas plantas se auto-organizam de uma forma que as ajuda a lidar com a seca e a funcionar em condições extremas.
“Foi uma verdadeira surpresa”, disse Quan-Xing Liu , matemático da Universidade Jiao Tong de Xangai, na China , coautor do estudo .
“Esperávamos encontrar uma distribuição completamente aleatória ou um padrão regular e agrupado… em vez disso, descobrimos um padrão hiperuniforme perfeitamente desordenado — uma forma de ordem oculta que ninguém havia reconhecido antes em comunidades vegetais.”
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Foram analisadas imagens de satélite de 400 áreas áridas ao redor do mundo, com padrões espaciais matemáticos
No estudo os pesquisadores analisaram imagens de satélite de mais de 400 áreas áridas ao redor do mundo e analisaram matematicamente os padrões espaciais das plantas nessas paisagens.
Eles descobriram que, embora a distribuição das plantas possa parecer desordenada no solo, de uma perspectiva aérea, 10% das áreas secas seguem um padrão hiperuniforme — mostrando que o fenômeno não é apenas uma raridade, mas uma característica comum de muitos ecossistemas secos.
da direita mostram a hiperuniformidade desordenada (áreas escuras representam manchas de vegetação; os detalhes ilustram as transformadas de Fourier bidimensionais das imagens, indicando a ausência de anisotropia em forma de rede nessas manchas de vegetação). Fonte: Artigo: PNAS. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2504496122
Segundo Liu, esse padrão provavelmente resulta da intensa competição por recursos escassos. Organizar-se dessa forma hiperuniforme pode ajudar as plantas a sobreviver com água limitada.
Se estiverem muito próximas umas das outras, as plantas individuais competirão por água, mas se estiverem muito distantes, deixarão espaços para a invasão de outros tipos de plantas; portanto, esse padrão permite o equilíbrio ideal para um ecossistema seco.
Com o tempo, a vegetação se organiza lentamente em um estado hiperuniforme desordenado, moldado por esse equilíbrio.
“É uma estratégia brilhante e emergente para maximizar o uso de recursos e minimizar o conflito competitivo para toda a comunidade”, disse Liu.
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Químicos foram os primeiros a definir a hiperuniformidade desordenada
Os químicos definiram pela primeira vez a hiperuniformidade desordenada na década de 2000.
Eles observaram átomos não dispostos em um padrão sólido cristalino (uma grade altamente organizada) ou em um padrão líquido ou gasoso (muito menos organizado e aleatório).
Em vez disso, eles estavam dispostos de maneira hiperuniforme desordenada, o que conferia ao sistema os benefícios de um sistema organizado, mas com maior flexibilidade.
Os cientistas têm identificado esse padrão cada vez mais em todo o mundo natural, desde a escala atômica até galáxias inteiras.
Os cones e bastonetes nos olhos das aves são organizados de forma hiperuniforme, e algumas algas nadam em padrões hiperuniformes.
Isso também já foi observado anteriormente em plantas — inclusive em redes de nervuras foliares , como mostra o trabalho de Jiao.
“Podemos aprender muito com esses sistemas biológicos otimizados por muitos anos de evolução e seleção natural”, disse Yang Jiao, engenheiro da Universidade Estadual do Arizona que não participou da pesquisa.
“Não estou surpreso com os resultados. De forma semelhante ao que mostramos com os padrões das folhas, se o ambiente for hostil, o sistema se adapta mais a estados hiperuniformes ideais”, acrescentou.
Mas esse equilíbrio ideal torna mais difícil para o ecossistema se recuperar de perturbações causadas pelo homem, como mudanças climáticas, espécies invasoras ou infraestrutura.
“Estradas e valas atuam como cicatrizes que interrompem o fluxo de água”, disse Liu. “Uma vez que esses gradientes são perturbados, a ‘ordem oculta’ entra em colapso.
Dessa forma, a perda da hiperuniformidade pode servir como um sinal de alerta precoce sensível — um indício de que o ecossistema está ficando estressado e perdendo a resiliência natural que essa ordem oculta proporciona.”
A equipe de Liu agora planeja buscar ordens ocultas em outros ecossistemas extremos, incluindo aqueles além da Terra.
Analisando imagens do rover Curiosity da NASA de uma cratera em Marte, eles descobriram que aglomerados de seixos na areia exibem a mesma hiperuniformidade desordenada que plantas de regiões áridas na Terra, impulsionada não pela biologia, mas por forças físicas como vento, movimento da areia e gravidade.
“O fato de o mesmo princípio geométrico aparecer em sistemas tão diferentes sugere que a hiperuniformidade desordenada é uma solução universal para o desafio de empacotamento e eficiência sob restrições”, disse Liu,
“quer as ‘partículas’ sejam plantas, pedras ou células.”
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Bibliografia
PNAS
Causes and consequences of disordered hyperuniformity in global drylands
doi.org/10.1073/pnas.2504496122
Live Science
Plants self-organize in a ‘hidden order’, echoing a pattern found throughout nature.
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Plantas se Auto Organização em Padrões Para Conservar a Água em Paisagens Áridas
