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18 Novembro 2016

Uma equipe de pesquisadores liderada por Jorge Casal descobriu que as plantas também possuem sensores de temperatura. O Fitocromo B e seus possíveis efeitos na produtividade dos cultivos.

A reportagem é de Pablo Esteban, publicada por Página/12, 16-11-2016. A tradução é de Henrique Denis Lucas.

Assim como os animais ou bactérias, as plantas respondem a estímulos "externos" e "internos". Enquanto os fatores externos se vinculam com a luz, a temperatura, o ataque de agentes patogênicos e os níveis de água no solo, os fatores endógenos estão regulados pontualmente por sinais de produção de hormônios. Ambos podem gerar estresse e codificam sinais recebidos pelas plantas. No entanto, o vínculo não é tão simples. Da mesma forma que acontece no processo de comunicação dos seres humanos, para que um sinal seja viável, sempre devemos pensar em um receptor. Como assinala Jorge Casal, o investigador superior do Conselho Nacional de Pesquisas Científicas e Técnicas (CONICET), "podemos fazer uma analogia com os semáforos, que só fazem sentido na medida em que quem os observa possua receptores de luz para poder decodificar as informações". O cerne da questão era o seguinte: embora faça várias décadas que tenham sido identificados receptores de luz e de hormônios, nunca se havia descoberto de maneira inequívoca um sensor de temperatura.

A partir daqui, comentaremos um pouco sobre a história. A partir de 1930 já se podia afirmar que as plantas possuíam hormônios vegetais, em muitos aspectos semelhantes aos dos seres humanos. Por sua vez, em 1950, Harry Borthwick, Sterling Hendricks e seus colegas (do Departamento de Agricultura do Centro de Pesquisa de Beltsville, nos Estados Unidos), haviam comprovado a existência de "fitocromos", receptores de luz que funcionam como olhos que "informam" à planta as mudanças de luz ao longo do dia. Bem, bastava colocar um vaso com uma planta perto de uma janela e observar de que maneira seus galhos se estenderiam em direção ao sol.

Do ponto de vista molecular, entre 1990 e 2000 (graças à adoção da Arabidopsis thaliana como modelo experimental) por intermédio da análise genética, conseguiu-se classificar 10 receptores de luz. Utilizados pelas plantas para captar sinais em um quadro de luminosidade complexa, comprovou-se que os receptores eram empregados para ajustar sua visão de acordo com cenários variáveis. "O processo é semelhante a quando as pessoas entram em um porão e não enxergam nada no início, mas, em seguida, seus olhos se adaptam. Assim, surge a pergunta: é preferível ter muita sensibilidade à luz? O melhor é poder modificar as condições de acordo com as necessidades de cada caso", ilustra o especialista. Em suma, completa Casal, "embora soubéssemos que a temperatura pudesse ter efeitos na forma de sinais, o seu descobrimento era muito difícil, pois a temperatura geralmente pode afetar a dinâmica de qualquer proteína. Então nos encontramos no meio de uma tarefa muito difícil, mas éramos realistas: encontrar um receptor de temperatura era como localizar uma agulha num palheiro. Mas, é claro, não desanimamos".

De que maneira vocês encontraram o sensor de temperatura? Assim Casal descreve a referência: "Depois de repetidos testes, ao invés de continuar com a busca de novos receptores, começamos a examinar aqueles que já tínhamos. Dessa forma, pudemos ver que há um receptor luminoso, que também atua como "termômetro" e influencia o crescimento e o desenvolvimento das plantas".

Até o momento, ninguém havia pensado que o "Fitocromo B", que demonstrava grande habilidade para perceber a luz, também pudesse funcionar como sensor de temperatura ambiente. "Acontece que a planta utiliza o mesmo receptor para captar a luz e a temperatura. Ou seja, o sensor informa à planta se está frio ou calor, durante o dia e nas diferentes estações do ano. A partir desta informação, desencadeiam-se reações moleculares que induzem seu crescimento e desenvolvimento. Portanto, não se trata de uma compensação, mas uma integração de ambos os sinais", assinala Casal.

As respostas das plantas à temperatura permitem que elas se ajustem ao ambiente e melhorem suas condições de adaptação, inclusive, frente a ambientes extremos que lhes gera estresse. "Uma das respostas para o aumento da temperatura é o crescimento de seu caule, pois suas folhas tendem a distanciar-se entre si e aumentar a ventilação. O mesmo acontece com as pessoas que se antecipam ao calor e colocam menos roupas no verão do que no inverno", diz ele, com uma nova analogia. 

Deste modo, a descoberta da equipe do Instituto Leloir poderia ser a base para começar a pensar e problematizar diferentes estratégias de cultivo das plantas, capazes de manter um bom rendimento além de habitar áreas marginais. "É fundamental poder descrever o processo pelo qual as plantas ajustam seu comportamento. Se não tivéssemos ideia de qual é o receptor, jamais poderíamos promover qualquer mudança a respeito. Por isto, esta descoberta abre um grande número de portas.” O descobrimento permite antecipar e prever, e isso resulta em benefícios para a produtividade agrícola: "quando o produtor semear, no futuro, poderá ter a possibilidade de cultivar um exemplar que já tenha a capacidade de superar as condições de um ambiente hostil".

Para comprovar se de fato o Fitocromo B também poderia sentir a temperatura, o grupo liderado por Casal realizou múltiplos testes e experimentos que contemplaram uma série de etapas. Primeiro, analisaram a proteína in vitro, em uma molécula isolada. Mais tarde fizeram o mesmo no interior de uma célula vegetal e, em seguida, em modelos experimentais de plantas que foram expostas a variações de luz e de temperatura. Dessa forma, conseguiram confirmar que a molécula respondia aos estímulos rapidamente e processava ambas as informações de modo eficaz.

Por fim, após as experiências com o equipamento de microscopia confocal (para observar o que ocorria a nível celular), os especialistas avaliaram o impacto das variações ambientais sobre o comportamento dos fitocromos e, com isso, do crescimento das plantas. Deste modo, mediante o uso de um espectrofotômetro (equipamento usado para medir e registrar as mudanças físicas e químicas do Fitocromo B), colocaram exemplares normais e mutantes em recipientes. Assim demonstraram como o fotorreceptor mede a temperatura do ambiente e faz um balanço entre essas informações e as obtidas da luz. 

As plantas possuem olhos vegetais, têm sensores que lhes permite captar a luz e, como se isso não bastasse, também estão dotadas de "termômetros internos".

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