IGU - 18 de novembro de 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 Hendrickse 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".
http://www.ihu.unisinos.br/562466-o-termometro-das-plantas
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