Alun Salt
Assistente de IAEntre em uma estufa de alta tecnologia e você frequentemente notará as plantas banhadas por uma luz tingida de vermelho sobrenatural. Este brilho vermelho extremo não é para iluminação ambiente – é parte de uma estratégia para aumentar a produção de tomate. Ao ajustar o espectro de luz com LEDs vermelhos extremos, os produtores podem fazer com que os tomateiros cresçam mais e produzam frutos mais rapidamente. Mas como é que banhar os tomates sob luz vermelha extrema afecta os ocupados abelhões que polinizam as culturas em estufa? Isso é o que Davy Meijer e seus colegas queriam descobrir. Eles montaram um experimento cultivando tomateiros em condições normais e com luzes intensificadas em vermelho extremo. Então, eles compararam como a iluminação afetou a química das flores e o comportamento de forrageamento das abelhas. Os resultados revelam novos insights sobre como os esforços para otimizar o crescimento das plantas com luz personalizada também podem influenciar as relações ecológicas na estufa, neste caso, atraindo mais polinizadores quando as plantas competem pela luz solar.
Vendo o vermelho para frutas mais rápidas
Os pesquisadores primeiro tiveram que cultivar algumas plantas para entender como a luz vermelha distante afeta polinização de abelhas. Eles cultivaram tomates em condições normais de estufa e os compararam com tomates que receberam luz vermelha extra. Este impulso vermelho extremo imita um ambiente de crescimento competitivo, enganando as plantas para que se estiquem para cima e acelerando a floração e a fruta produção.
As plantas percebem a presença de vizinhos por meio de uma queda na proporção de luz vermelha para vermelha distante. As plantas com folhas absorvem comprimentos de onda vermelhos enquanto refletem o vermelho extremo, portanto, uma proporção baixa de vermelho/vermelho distante sinaliza competição. Os tomateiros respondem envolvendo-se na síndrome de evitação da sombra – crescendo em caules mais altos para superar os rivais e acelerando a reprodução antes que sejam ofuscados.
Os LEDs vermelhos suplementares recriam esta sugestão de competição de luz. E com certeza, os tomates banhados em vermelho extremo no experimento cresceram significativamente mais altos e produziram mais flores mais cedo do que as plantas normais. É por isso que os produtores estão a adoptar a iluminação vermelha das estufas: é uma estratégia comprovada para tornar as culturas de tomate mais produtivas.
Colocando tomates vermelhos distantes no teste das abelhas
Para ver como a luz vermelha afeta os polinizadores, os pesquisadores trouxeram alguns especialistas confusos – colmeias de abelhas. Eles montaram um experimento em um compartimento de estufa dividido em dois lados – um com tomateiros normais e outro com tomates vermelhos.
Controles cuidadosos removeram qualquer preconceito. Folhas reflexivas bloquearam as diferenças de luz natural entre os lados. Meijer e colegas equalizaram o número de flores antes da liberação das abelhas, para que a disponibilidade de flores não distorcesse os resultados.
Com o cenário montado, os cientistas puderam observar como as diferentes luzes afetavam as escolhas e comportamentos de forrageamento das abelhas. Eles monitoraram abelhas individualmente para ver onde elas preferiam passar o tempo e contaram quantas flores foram visitadas. A equipe analisou quimicamente o pólen e aromas de flores para identificar quaisquer compostos atraentes.
Ao controlar cuidadosamente variáveis como a luz do dia e a abundância de flores, os investigadores puderam determinar se a luz vermelha extrema alterou especificamente o comportamento do tomate. plantas de maneiras que alteraram a atração dos polinizadores das abelhas e atividade.
Flores vermelhas distantes guardam segredos atraentes para as abelhas
As abelhas certamente pareciam aprovar os tomates vermelhos. Eles claramente preferiram forragear nas plantas com luz vermelha em comparação com as plantas normais à luz do dia. As abelhas passaram significativamente mais tempo ziguezagueando pela folhagem vermelha e visitaram mais flores.
O que tornou as plantas vermelhas tão mais atraentes? As análises químicas das flores revelaram algumas pistas. Nos estágios iniciais de crescimento, os tomates vermelhos exalavam aromas enriquecidos contendo níveis mais elevados de muitos compostos que as abelhas consideram atraentes. A concentração de açúcar também foi maior no pólen vermelho-extremo.
Ao acelerar a floração e aumentar os aromas florais e o pólen semelhante ao néctar, a luz vermelha fez com que os tomateiros chamassem mais alto e docemente os seus polinizadores. E as abelhas responderam positivamente aos anúncios aprimorados.
É a química, não os cosméticos, que está por trás da preferência das abelhas
Mas será que as abelhas poderiam simplesmente achar as flores banhadas em um vermelho extremo mais impressionantes visualmente, como um ser humano prefere certas flores coloridas a outras? Adicional experimentos revelados de outra forma.
Quando puderam escolher entre flores artificiais iluminadas normais e vermelhas contendo recompensas alimentares iguais, as abelhas não mostraram preferência. E as abelhas não têm sensibilidade às cores da luz vermelha/vermelha distante que testaram.
Assim, em vez de tornar as flores mais atraentes, a luz vermelha exerceu a sua influência indirectamente, através de induzindo mudanças químicas nas plantas. Os aromas e sabores enriquecidos, e não as aparências alteradas, destacaram-se para os polinizadores.
Este resultado indica que a iluminação comercial vermelha da estufa funciona em sincronia, e não contra, a visão e o mundo sensorial das abelhas polinizadoras. O mudanças na química floral atraiu mais atividade de forrageamento.
Os limites do que vemos com a luz vermelha extrema
Embora os experimentos pareçam positivos, algumas questões ainda precisam ser feitas. Para começar, o equipe teve que equalizar as plantas para testar a luz de controle contra a luz Far-Red. Mas, como escrevem, talvez a iluminação produza plantas inerentemente desiguais.
Por exemplo, no presente estudo, o número de flores foi equalizado antes da liberação dos zangões para evitar um viés baseado na exibição floral e fornecer foco nas características químicas das flores. A luz vermelha aumenta o número de flores por cacho e pode, assim, afetar a exibição floral em copas não manipuladas. Além disso, não medimos se a luz vermelha afeta as características morfológicas das flores individuais, como o tamanho da flor ou a refletância. Ambos os aspectos da exibição floral também podem influenciar a preferência dos polinizadores.
Meijer et ai. 2023.
É um passo óbvio agora seguir estes experimentos com tratamentos um pouco mais crus das plantas de tomate. Desta forma, será possível testar se os mesmos processos que aceleram o crescimento e aceleram a floração têm alguma influência na qualidade das flores.
A iluminação vermelha brilha para flores e abelhas
Apesar das limitações, além impulsionando o crescimento das plantas, essas descobertas sugerem que ser banhado pela iluminação do espectro vermelho extremo também traz benefícios adicionais de polinização. Os efeitos atraentes para as abelhas podem aumentar a produção de frutos em comparação com a dependência exclusiva de iluminação suplementar para mudanças na morfologia das plantas.
Mais pesquisas ainda precisam investigar como a exposição prolongada ao vermelho distante afeta a química floral e o comportamento das abelhas ao longo do tempo. Mas até agora, os resultados indicam que os LED vermelhos extremos comerciais combinam bem com a polinização por abelhas em estufas.
Num nível mais amplo, o estudo destaca como a planta mecanismos de detecção de luz que evoluíram para a competição podem, por sua vez, influenciar as relações multiespécies. O Far-red desencadeou mudanças que tornaram os tomates mais produtivos e atraentes para os seus parceiros polinizadores. Compreender estas complexas ligações ecológicas será fundamental à medida que os produtores continuam a manipular a luz para extrair mais de cada raio.
LEIA O ARTIGO
Meijer, D., van Doesburg, F., Jungerling, L., Weldegergis, BT, Kappers, IF, Van Oystaeyen, A., van Loon, JJA e Dicke, M. (2023) "Supplemental far-red light influences flowering traits and interactions with a pollinator in tomato crops" Environmental and Experimental Botany, 213(105438), p. 105438. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2023.105438.
Capa: Abelha em tomateiro. Imagem: canva.
William Salter
