Há muitas vantagens na vida na água. Uma delas é que é muito mais fácil sustentar um corpo grande na água do que em terra. Isso é tão verdadeiro para as plantas quanto para os animais, então como as plantas conseguiram força para prosperar na terra? Os biólogos têm procurado uma substância química chamada Xyloglucan para obter a resposta. Embora a celulose dê força às paredes celulares, acredita-se que o xiloglucano seja uma cola que ajuda a organizar a celulose. Luiz-Eduardo Del-Bem, da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), disse: “Um grande número de pessoas está interessado no xiloglucano. De biólogos vegetais tentando entender o que ele realmente faz nas paredes celulares das plantas e por que evoluiu, a biotecnólogos interessados em desenvolver métodos para desmontar seus monossacarídeos para torná-los fermentáveis para aumentar a produção de bioetanol a partir da biomassa vegetal, até a indústria cosmética que usa suas propriedades pegajosas em loções antirrugas e hidratantes.”
Algas, uma visão microscópica, por Elif Bayraktar / Getty Images.
Portanto, criar essa substância versátil pode ter sido o passo que as plantas precisavam para se manter em pé na terra. É uma ótima ideia, mas há um problema. Del-Bem explicou: “Encontrei todo o repertório genético de enzimas necessárias para sintetizar e degradar o xiloglucano em um grupo de algas verdes”. Se você está pensando em algas complexas flutuando em piscinas naturais, são as algas de que ele está falando, então pense novamente. Essas algas podem ser pequenas Del-Bem disse: “Temos evidências de que um grupo particular de algas verdes, chamado carófitas, tem todos os genes necessários para produzir xiloglucana. A maioria dessas algas é unicelular ou tem estrutura muito simples composta por poucas células (os membros da Classe Charophyceae são a única exceção), o que leva a concluir que provavelmente não evoluiu como uma molécula associada à força necessária para o crescimento vertical das plantas terrestres. Deve haver algo mais."
A razão pela qual não parece ter um papel no crescimento vertical é em parte porque essas carófitas e plantas terrestres têm um ancestral comum, que provavelmente foi a primeira planta terrestre. Esta primeira planta terrestre não existe, mas Del-Bem pode explicar como podemos conhecer algumas das características que ela teria. “As primeiras linhagens de carófitas que eventualmente deram origem ao que chamamos de plantas terrestres ou embriófitas não existem mais. Podemos, no entanto, reconstruir o conteúdo genético do primeiro e do último ancestral comum das plantas terrestres, comparando os genomas das plantas e algas existentes. Sabemos desde a década de 1970 que as carófitas são provavelmente os ancestrais de todas as plantas terrestres. Assim, a disponibilidade de informações genômicas de diversos grupos de plantas terrestres e carófitas torna possível realizar análises genômicas comparativas que nos dão pistas sobre a natureza das carófitas ancestrais que primeiro colonizaram ambientes terrestres e provavelmente deram origem aos embriófitos diretamente na terra. ”
Então, por que as plantas têm xiloglucano? No início deste ano, Galloway e colegas publicou uma descoberta interessante. Eles haviam estudado o xiloglucano, mas não na parede celular. Eles descobriram que as plantas o estavam liberando de suas raízes, e isso ajudava as raízes a agregar as partículas do solo, unindo-as. Del-Bem, trabalhando com carófitas realizou isso poderia explicar por que as algas que ele estudou tinham a capacidade de produzir xiloglucano. “Uma explicação simples e elegante para o caso do xiloglucano em carófitas é que essas moléculas evoluíram em algas terrestres que colonizaram ambientes terrestres antes do surgimento de plantas terrestres e as pressões seletivas provavelmente estão relacionadas com as propriedades de modificação do solo do xiloglucano. A evolução do xiloglucano possivelmente está ligada à adaptação dessas algas para sobreviver em terra, em contato direto com os substratos, tornando-as capazes de agregar as partículas do solo ao redor das células criando um microambiente mais favorável.”
Depois de agregar o solo, você pode começar a moldá-lo a seu favor. Isso pode ter sido útil para algas. Del-Bem observa: “Uma possível explicação é que a xiloglucana pode ter ajudado na formação de crostas biológicas do solo onde crescem as algas terrestres. Mais tarde, nas plantas terrestres, provavelmente está ligada à criação de espaços ao redor das raízes e rizóides que podem ajudar as plantas a estabelecer seu sistema radicular e aumentar o fluxo de água ao seu redor.”
Se Del-Bem estiver correto, isso tem um grande impacto em como pensamos sobre a vida colonizando a terra. Para começar, tanto as plantas quanto os locais da colonização podem ser muito diferentes do que os biólogos imaginavam. Del-Bem conclui: “Acho que essa pesquisa nos ajuda a entender as circunstâncias ecológicas em que ocorreu o surgimento dos primeiros embriófitos. É provável que os processos tenham ocorrido em ambientes terrestres e não em água doce, como se pensava inicialmente. Também nos diz que os primeiros ancestrais das plantas terrestres colonizaram ambientes terrestres muito antes das primeiras plantas terrestres verdadeiras. Acho que a genômica comparativa de plantas terrestres e carófitas nos dará boas evidências de como essa linhagem foi capaz de superar os desafios de viver na terra e nos ajudará a entender como os organismos fotossintéticos terrestres abriram caminho para a evolução da vida terrestre complexa como vemos hoje. Esta é uma parte essencial da história da vida na Terra e nos ajuda a entender por que nós, humanos, estamos aqui hoje. Sem organismos fotossintéticos terrestres, não haveria produção primária em terra, e os ecossistemas terrestres que conhecemos hoje não existiriam. Esta é uma parte essencial da história de como a vida conquistou a terra.”
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