As plantas também ficam estressadas (ainda mais em um ambiente em constante mudança)
Ao longo de suas vidas, as plantas estão expostas a uma ampla gama de desafios ambientais que podem afetar seu crescimento e comprometer sua saúde. Essas ameaças externas podem ser categorizadas como estresse abiótico se causado por “fatores não vivos” (por exemplo, congelamento/resfriamento ou calor, déficit hídrico ou inundação, radiação UV, salinidade do solo, deficiência de nutrientes, poluição do ar e contaminação do solo) ou como tensões bióticas se causada por “fator vivo” (por exemplo, vírus, bactérias, fungos, nematóides, insetos, ervas daninhas).
Dependendo da intensidade e duração do estresse, os fatores ambientais podem afetar levemente o desenvolvimento dos órgãos da planta (abaixo e/ou acima do solo) ou impactar seriamente a reprodução da planta. No pior cenário, as plantas podem experimentar uma combinação de estressores ambientais que ameaçam muito sua sobrevivência.
Órgãos estressados enviam sinais para fora e para dentro das plantas
Em março de 2023, a revista científica Célula publicaram um artigo de pesquisa que mostrava uma curiosa resposta das plantas sob pressão: elas ficam “calmas” quando cultivadas em condições ideais, mas “gritam” quando estressadas. A notícia da ciência se foi por aí da mundo e essas descobertas inesperadas se tornaram virais nas redes sociais. O que o artigo mostra exatamente?
A equipe de pesquisa coordenada por Profª Lilach Hadany (Escola de Fitotecnia e Segurança Alimentar, Universidade de Tel Aviv) descobriram que as plantas de tomate e tabaco começam a emitir sons ultrassônicos nas proximidades (3-5 metros de distância) dois dias após sofrerem privação de água ou danos físicos. Esse fenômeno pode ser causado por cavitação – a geração de bolhas de ar quando as colunas de água se rompem em hastes de plantas submetidas à seca ou feridas. Os seres humanos não são capazes de ouvir essas frequências, mas os cientistas estão atualmente investigando a possibilidade de que outros organismos – como insetos, pequenos mamíferos, outras plantas – vivendo no mesmo ambiente possam perceber os sons e reagir.
Além dos “gritos de dor”, as plantas estressadas também experimentam flutuações hormonais internas, como os animais. De fato, há muito se estabeleceu que as plantas que vivem em condições subótimas acumulam hormônios do estresse que atuam dentro do corpo da planta para desencadear uma ampla gama de respostas defensivas e adaptativas nos níveis molecular, celular e fisiológico.
Hormônios e Fitohormônios
Organismos multicelulares (como animais, plantas e fungos) produzem moléculas de sinalização chamadas hormônios que se movem através de seus corpos para regular processos de desenvolvimento e fisiológicos. Esses mensageiros químicos são ativos em concentrações muito baixas e podem viajar de seu local de produção para tecidos e órgãos distantes, onde provocam respostas moleculares e celulares.
O termo fitohormônios foi cunhado por Frits Went e Kenneth Thimann em 1937 para descrever compostos orgânicos que podem atuar local e sistemicamente como reguladores do crescimento vegetal. Os fitormônios são geralmente necessários para regular a formação de diferentes órgãos ao longo do ciclo de vida da planta, mas alguns deles (por exemplo, Ácido Abscísico e ácido jasmônico) – também são ativados em condições de estresse para coordenar o crescimento e a defesa da planta, muitas vezes inibindo os processos de desenvolvimento para aumentar a sobrevivência.
Jasmonatos: Produção, Transporte e Transdução de Sinal
Esta classe de fitohormônios derivados de lipídeos foi descrita pela primeira vez em 1962 e denominou Jasmonatos (JAs), pois sua estrutura foi identificada a partir de extratos de óleo de Jasmim grandiflorum flores. Desde sua descoberta, vários grupos de pesquisa em todo o mundo têm investigado as vias metabólicas que contribuem para a biossíntese de JAs e acúmulo de seus precursores, bem como reações catabólicas que transformam hormônios bioativos em compostos inativos (muito bem revisado por Wasternack & Hause, 2013 e Wasternack & Song, 2017).
JAs derivam de ácidos graxos poliinsaturados, como ácido α-linolênico, através de uma série complexa de reações metabólicas que ocorrem sequencialmente em diferentes compartimentos da célula vegetal (por exemplo, cloroplasto, peroxissomo, citosol). Alguns precursores de JAs também são armazenados no vacúolo.
Como o estresse pode induzir a produção de JAs? Após um ataque externo, as plantas danificadas podem detectar “metabólitos estranhos” – como Padrões Moleculares Associados a Micróbios (MAMPs) e Padrões Moleculares Associados a Patógenos (PAMPs) – que agem como eliciadores, moléculas capazes de desencadear uma cascata de eventos celulares e moleculares (via de transdução de sinal) levando à indução do metabolismo de JA.
Os JAs acumulados podem ser transportados localmente (transmissão de curta distância para células vizinhas) ou sistemicamente (transmissão de longa distância para células distantes através de vasculaturas). Por exemplo, o transporte mediado pelo floema é essencial para as comunicações folha a folha e caule a caule. A sinalização local e sistêmica é facilitada por uma família de transportadores de JAs (denominados JAT) com diferentes localizações subcelulares, que promovem a importação/exportação celular de hormônios e a importação nuclear (revisado por Li et al., 2021).
Efeitos a jusante da via JA: resposta de defesa ao ataque de patógenos
No núcleo, os JAs desencadeiam alterações na transcrição de genes selecionados que estão envolvidos na sinalização do estresse e na resposta de defesa. Por exemplo, o acúmulo de JAs em resposta ao ataque de insetos ativa a expressão de genes que codificam proteínas com efeitos tóxicos ou compostos orgânicos voláteis (VOCs) que atraem inimigos naturais dos herbívoros (revisado por Erb & Reymond, 2019). Da mesma forma, um derivado do JA induz a biossíntese de terpeno, um metabólito secundário com forte atividade antifúngica que confere resistência ao mofo cinzento causado pelo patógeno necrotrófico Botrytis cinerea em morango (relatado em Zhang et al., 2022).
Curiosidade: JAs & Evolução da Carnivoria Vegetal
Os JAs também estão envolvidos na interação entre insetos e plantas carnívoras que vivem em ambientes pobres em nutrientes. Precisamente, a via JA é ativada no segundo estímulo mecânico na planta Dionaea muscipula (comumente conhecida como Armadilhas de Vênus), seguida da indução de genes que codificam hidrolases – enzimas líticas utilizadas na digestão de presas de insetos aprisionadas nos lóbulos da planta.
Leitura sugerida
Respostas ao estresse abiótico em plantas | Nature Reviews Genética
Os sons emitidos pelas plantas sob estresse são transmitidos pelo ar e informativos: Cell
Metabolismo, sinalização e transporte de jasmonatos – ScienceDirect
Baixar
Licença CC-BY-NC
Esta obra está licenciada sob uma Licença Creative Commons Atribuição-NãoComercial 4.0 Internacional.
Júlio Retamales
anos 2 atrásObrigado por esta nota. Só uma curiosidade: embora o nome “Ácido Abscísico” deriva do seu papel na “abscisão” escreve-se com um “s” a menos (como podem ver no link que disponibilizam).
Descobrindo o olfato das plantas: o papel dos estômatos na capacidade de detectar sinais olfativos
anos 2 atrás[…] mostraram níveis mais altos de substâncias conhecidas por desempenhar um papel na indução das defesas dos herbívoros, como o ácido jasmônico (JA) e o ácido abscísico (ABA). Em contraste, as plantas em condições de escuridão ou seca tiveram seus estômatos fechados e produziram […]
Comentários estão fechados.