Não há dúvida de que a resistência aos herbicidas é um problema. Prejudica os lucros e o ambiente, mas como é que isso acontece? Em um artigo recente em AoB PLANTS, Ghanizadeh e Harrington sugerem que poderíamos obter uma melhor compreensão da resistência a herbicidas em ervas daninhas investigando a fisiologia evolutiva envolvida. Eles listam três maneiras pelas quais acham que a fisiologia da planta pode contribuir para a compreensão da resistência a herbicidas.
1. Interações entre alelos durante a evolução
Os herbicidas geralmente matam as plantas. O que acontece quando eles não o fazem? Ghanizadeh e Harrington examinam evidências de doses subletais e descobrem que, para as plantas, o que não as mata pode torná-las mais fortes. Matar algumas das plantas remove algumas alelos do pool genético e permite o 'empilhamento de alelos', onde certas variantes de genes se tornam muito mais frequentes em uma população. Quando você combina certos alelos, eles interagem com alelos de outros genes melhor do que outros. É possível que seja então uma combinação de genes dá resistência
O exemplo que Ghanizadeh e Harrington usam é um trabalho lolium rigidum, onde dois genes contribuem para a resistência a herbicidas. Eles observam que devemos observar como esses genes são selecionados, quando não estão em uma planta com o alelo chave do outro gene.
Eles observam que os genes 'menores' podem desempenhar um papel nisso. Não são apenas os ingredientes genéticos da planta que precisam ser estudados, mas também essas interações.
2. Fatores epigenéticos
A aplicação de herbicida em ervas daninhas pode parecer um caso clássico para epigenética, mas Ghanizadeh e Harrington afirmam que realmente não temos muita ideia de como a epigenética afeta a evolução da resistência a herbicidas em ervas daninhas.
Mecanismos epigenéticos funcionam quando uma planta é colocada sob estresse, como se algum veneno fosse despejado sobre ela. Isso altera a expressão dos genes. Os autores observam que aplicações repetidas de herbicida são eventos de seleção recorrentes, então há uma pressão contínua sobre a planta para selecionar certos fatores.
Ghanizadeh e Harrington analisam como Sequenciamento de RNA está destacando a variação na expressão gênica e também em como os fatores epigenéticos podem alterar as proteínas nas plantas. Isso, por sua vez, pode alterar o funcionamento de uma enzima, alterando a forma como uma planta reage ao estresse.
A epigenética é um tópico importante porque é uma situação em que a evolução pode ser quase Lamarckiano. Estressar a planta-mãe pode afetar a composição genética da prole. Os autores argumentam que deveríamos examinar se isso realmente é o que está acontecendo e se os herbicidas estão causando efeitos transgeracionais. Se forem, essas mudanças são irreversíveis?
3. Fitness e fisiologia evolutiva
Isso pode parecer um alvo óbvio, a evolução foi descrita como 'sobrevivência do mais apto'. Há custos em ser 'adequado' para herbicidas. Ghanizadeh e Harrington sugerem que você pode olhar para os custos de manter essa aptidão. Quando não há pressões ambientais, a resistência a herbicidas é um custo sem benefício? No entanto, eles também argumentam que, embora seja possível observar plantas que desenvolveram resistência a herbicidas, também é necessário examinar o processo evolutivo investigando a resistência a herbicidas à medida que ela evolui. Quais são as etapas que acontecem para levar uma planta a uma forma resistente? Existem etapas intermediárias?
Aqui Ghanizadeh e Harrington defendem olhar para correlações e conexões entre o fenótipo e aptidão fisiológica. Em particular, eles são interessantes na variação fenotípica. Os alelos que atuam na fisiologia podem interagir com o fenótipo, portanto, uma combinação de uma certa forma física de uma planta e sua fisiologia podem interagir para produzir maior aptidão.
Para entender esse tipo de interação, será necessário entender a variação em uma população antes que a pressão seletiva da aplicação de herbicida tenha efeito. Ghanizadeh e Harrington apontam que a capacidade das plantas de selecionar alelos para resistência a herbicidas vai depender da frequência desses alelos na população antes do início da aplicação do herbicida.
Você pode pegar Perspectivas sobre os mecanismos de sítios não-alvo de resistência a herbicidas em espécies de plantas daninhas usando fisiologia evolutiva como um artigo de acesso aberto de AoB PLANTS.
