Se você é fã de documentários sobre a natureza, provavelmente aprendeu que alguns animais cuidam de seus filhotes até que possam ficar sozinhos. Esse comportamento, conhecido como cuidado parental, visa aumentar as chances de sobrevivência da prole e ocorre de diferentes maneiras: desde pinguins-imperadores machos incubando ovos, passando por sapos transportando seus girinos, até grupos de quatis fêmeas guardando coletivamente os filhotes. O que você provavelmente não sabe é que as plantas também podem auxiliar seus descendentes em seus primeiros momentos! Claro, eles não podem proteger ativamente suas sementes ou movê-las se estiverem em perigo. No entanto, eles podem fornecer estruturas para aumentar a dispersão e proteção contra predadores ou nutrientes para sustentar seu crescimento. A alocação de nutrientes é particularmente crucial nessas formas de cuidado parental nas plantas. Quando as sementes germinam, elas não podem absorver nutrientes do solo ou realizar a fotossíntese logo no início. Assim, dependem inteiramente dos nutrientes que a planta mãe depositou em suas sementes, assim como um passarinho que não consegue voar e buscar seu próprio alimento.
A maneira mais comum de estudar a disponibilidade de nutrientes em sementes em ecologia é medindo a massa da semente. É lógico pensar que as sementes mais pesadas armazenam mais nutrientes do que as mais leves. Portanto, a maioria dos estudos tem usado essa medida para avaliar como os nutrientes das sementes estão relacionados às diferentes características da planta. Esse é o caso de Dra Tereza Masková, que investigou a relação entre a massa da semente e a arquitetura da raiz da muda durante seu mestrado na Charles University em Praga (República Tcheca). Sua pesquisa mostrou que espécies com sementes mais leves produziram mudas que direcionou relativamente mais de sua biomassa para suas raízes e teve sistemas radiculares mais amplos que se ramificaram anteriormente. Em conjunto, esses resultados sugerem que as sementes com menos nutrientes empregaram mais recursos para produzir um sistema radicular que lhes permitisse absorver os nutrientes mais rapidamente.
Existem vários problemas com o uso da massa da semente para aproximar a disponibilidade de nutrientes da semente. Mais notavelmente, esta medição não fornece nenhuma informação de elementos individuais – como carbono, nitrogênio e fósforo – que não são necessariamente armazenados nas mesmas proporções.
“Pensando bem nisso, percebi que duas espécies com a mesma massa de sementes, ou seja, a mesma quantidade absoluta de nutrientes, podem diferir muito no que está armazenado dentro delas. Pode ser uma grande diferença entre eles!” comentou o Dr. Mašková em entrevista ao Botany One.
Além disso, a massa da semente inclui estruturas sem valor nutricional, como seu revestimento e os apêndices que auxiliam na dispersão da semente - como as asas das sementes da árvore de bordo ou a estrutura semelhante a pelos das sementes do dente-de-leão. Portanto, usar apenas a massa da semente superestima a quantidade de nutrientes disponíveis para a futura muda. Diante dessas questões, Mašková decidiu estudar a disponibilidade de nutrientes das sementes com mais detalhes durante seu doutorado na Charles University, uma pesquisa que levou ao sua recente publicação na Oikos.
Os pesquisadores mediram o conteúdo de carbono não estrutural – o carbono que não faz parte da estrutura e está disponível para a nutrição do embrião – nitrogênio e fósforo nas sementes de mais de 500 espécies herbáceas da Europa Central e avaliaram como o conteúdo desses nutrientes foi correlacionado a diferentes características da planta, como massa de sementes e habitat. Notavelmente, o teor de nutrientes nas sementes variou entre as espécies, especialmente nitrogênio (0.8-9.9% da massa da semente) e carbono não estrutural (2.1-60.7%). No entanto, essa variação não foi aleatória. Por exemplo, espécies estreitamente relacionadas tendem a ter conteúdo de nutrientes de sementes semelhante. Esta tendência é bem clara quando se analisa o tipo de reserva de carbono: famílias como Poaceae (família das gramíneas e cereais) e Fabaceae (leguminosas) armazenam carbono preferencialmente na forma de amido, enquanto outras, como Asteraceae (girassol) e Lamiaceae (lavanda ), armazenar óleos. Portanto, descobriu-se que o conteúdo de nutrientes da semente é fortemente influenciado pela história evolutiva das espécies.
Os autores também encontraram evidências para a suposição clássica de que a quantidade total de nutrientes está positivamente associada à massa da semente. Em outras palavras, as sementes mais pesadas armazenam mais nutrientes do que as mais leves. No entanto, você deve se lembrar que a massa da semente é a soma de diferentes estruturas, inclusive aquelas sem valor nutricional! Dado esse investimento em estruturas extras, os autores avaliaram a relação entre a massa da semente e quanto disso foi dedicado ao armazenamento de nutrientes e descobriram que sementes mais leves investiram relativamente mais no armazenamento de nutrientes do que sementes mais pesadas. Este resultado provavelmente decorre do fato de que sementes maiores e mais pesadas potencialmente precisam alocar mais recursos para outras funções, como defesa contra predadores. Ainda assim, a relação entre a massa da semente e defesas de sementes é complexo e estudos futuros são necessários para melhor entendê-lo.
Um dos resultados mais fascinantes desta pesquisa é que o conteúdo não estrutural de carbono e nitrogênio foi correlacionado com os habitats das espécies. Curiosamente, as plantas armazenaram preferencialmente nutrientes que se esperava serem limitantes em cada habitat. Por um lado, a disponibilidade de nutrientes do habitat foi correlacionada com o carbono não estrutural, com espécies de habitats ricos em nutrientes armazenando relativamente mais carbono do que os pobres em nutrientes. Mas por que se espera que o carbono seja limitante em um ambiente rico em nutrientes? Sem restrições de nutrientes, espera-se que as plantas cresçam rapidamente e se ensombrem umas às outras. Ao fazer isso, a fotossíntese pode ser reduzida e, assim, reduzir a síntese de produtos de carbono para alimentar o desenvolvimento de mudas. Diante disso, fornecer carbono às sementes permite que mudas jovens lidem com as limitações de carbono nesse ambiente.
Por outro lado, a perturbação do solo foi negativamente associada ao teor de nitrogênio, significando que plantas de locais menos perturbados produziram sementes com maiores reservas de nitrogênio. Segundo os autores, hábitats menos perturbados apresentam baixa rotatividade de nutrientes; assim, a competição por nutrientes do solo (incluindo nitrogênio) é maior. Nesse contexto, fornecer mais nitrogênio às sementes parece ser uma estratégia para lidar com essas limitações iniciais.
Juntos, esses resultados destacam a importância de estudar o conteúdo de elementos individuais na semente, em vez de apenas usar a massa da semente para avaliar a disponibilidade de nutrientes. Cada nutriente parece fornecer informações essenciais sobre como as plantas lidam com a limitação e competição por nutrientes. Em suas próprias palavras, a Dra. Mašková, agora pós-doutora na Universidade de Regensburg (Alemanha), afirma que “é importante perceber que o teor de nutrientes da semente é uma característica importante. Em alguns processos, os ecologistas usam a massa de sementes como um substituto do investimento materno, e não é a melhor maneira de fazê-lo.” Ela também destaca que estudos futuros devem buscar a variabilidade entre os indivíduos, já que uma única espécie pode estar presente em uma ampla gama de habitats. Além disso, mais pesquisas são necessárias para entender como o conteúdo de nutrientes da semente é moldado por outras características da semente e organismos simbióticos que ajudam as mudas a adquirir nutrientes. Uma coisa é certa, este estudo abre caminho para uma excitante área de pesquisa sobre como as plantas evoluíram para preparar suas sementes para o futuro.
ARTIGO DE PESQUISA
Mašková, T., & Herben, T. (2021). Diferenças interespecíficas no suporte materno em plantas herbáceas: o conteúdo de CNP nas sementes varia para corresponder à limitação esperada de nutrientes das mudas. Oikos, 130 (10), 1715-1725. https://doi.org/10.1111/oik.08186
Carlos A. Ordóñez-Parra (ele/ele) é um MSc colombiano. Aluno do Programa de Biologia Vegetal da Universidade Federal de Minas Gerais (Brasil). Além de sua pesquisa em ecologia funcional de sementes, ele se interessa por divulgação científica e tem escrito para Pesquisa Javeriana e Revista Javeriana em sua antiga universidade na Colômbia, e Pesquisa semanal em ciências vegetais – o resumo semanal publicado por Plantae.org. Siga-o no Twitter @caordonezparra.
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