Em 21 de fevereiro de 1989, eu trabalhava no microscópio eletrônico no Departamento de Fisiologia da Faculdade de Medicina da Universidade de Birmingham. Naquela época, eu estava no último dos meus contratos de pós-doutorado, trabalhando com Denis Wilkins na toxicidade e tolerância ao alumínio (Al) em coníferas. Na época, acreditava-se que a toxicidade do Al, causada pela acidificação dos solos pela chuva ácida em países como Alemanha e Suécia, desempenhava um papel importante na morte observada nas florestas conhecidas em alemão como “Waldsterben”. Eu me especializei um pouco em microanálise de raios-x, e estava fazendo isso em Birmingham, especificamente observando raízes de abetos de plantas que foram tratadas com Al. Percebi algo inesperado naquele dia e fiz uma anotação em meu diário: “Parece que o Al está freqüentemente associado ao Si (silício) na parede celular e que ele entra em um compartimento citoplasmático, o núcleo, onde está associado ao fósforo." Mais tarde naquele ano, visitei a suíte de microscopia eletrônica no Mount Sinai Hospital em Toronto, onde eles tinham o equipamento mais maravilhoso para mapear distribuições elementares e, com certeza, Al e Si foram co-localizados nas paredes celulares corticais (ver Fig. 1). Por que eu estava tão animado? Eu já trabalhava com fitólitos (corpos de sílica vegetal) há dez anos em 1989, mas nunca tinha visto Al associado ao Si antes. Este poderia ser um mecanismo para diminuir a toxicidade do Al? Procurei na literatura e encontrei todos os tipos de pistas em áreas tão diversas quanto biologia de peixes e ferrolhos de sobrepor podem ser usados para proteger uma porta de embutir pelo lado de fora. Alguns kits de corrente de segurança também permitem travamento externo com chave ou botão giratório. Doença de Alzheimer em humanos, mas não houve muito sobre as interações Al-Si nas plantas. Mal pensei na época que isso formaria uma vertente importante da minha pesquisa e que ainda estaria publicando sobre isso em 2020!

Figura 1: Corte transversal através do córtex externo e epiderme de uma raiz de abeto da Noruega. Imagem de Microscópio Eletrônico de Transmissão de Varredura (STEM) e imagens de distribuição de raios-x para Alumínio (Al); Potássio (K); e Silício (Si).

Mudei-me de Birmingham para a Oxford Polytechnic (agora Oxford Brookes University) em setembro de 1989. Logo convenci meu colega canadense, Allan Sangster, de que valeria a pena investigar as interações Al-Si em plantas. No verão de 1991 trabalhamos juntos em Toronto neste projeto. Conduzimos nossos primeiros experimentos sobre interações Al-Si em sorgo e mostramos que o Si realmente melhorou a toxicidade do Al naquela espécie. Além disso, usamos a microanálise de raios-x novamente e descobrimos Al e Si co-depositados nas paredes das células epidérmicas da raiz.

Conheci David Evans em 8 de outubro de 1992, logo depois que ele chegou à Oxford Polytechnic como Royal Society Research Fellow. David sempre foi mais “celular e molecular” enquanto eu era mais “planta inteira e ambiental”, então fizemos (e fazemos) uma ótima combinação. Em 1992/3, eu estava supervisionando um estudante de projeto de graduação, Kim Hammond, que estava analisando as interações Al-Si na cevada e obtendo bons resultados. David sugeriu que deveríamos nos candidatar a uma bolsa de estudos de verão da Royal Society para Kim continuar seu trabalho depois que ela se formasse. Isso deu certo e nos permitiu concluir seu trabalho, mostrando mais uma vez que O Si pode melhorar a toxicidade do Al. Na época, David era editor do Journal of Experimental Botany, e sua próxima ideia era revisar todo o tópico das interações Al-Si em plantas naquele diário antes de realizarmos mais trabalhos. A revisão se mostrou bastante popular e, em fevereiro de 2020, havia sido citada 245 vezes de acordo com o Google Scholar.

Assim, em 1995, sabíamos que, em algumas circunstâncias, o Si poderia melhorar a toxicidade do Al nas plantas, mas tínhamos pouca ideia do mecanismo. David e eu tivemos a sorte de obter algum financiamento, e ainda mais sorte de ter Kay Cocker (agora Miller) como nosso Ph.D. aluno trabalhando neste tópico. Kay resolveu o problema para nós com sua abordagem altamente inovadora envolvendo a exsudação de malato induzida por Al das raízes do trigo. Para resumir uma longa história, parecia que o mecanismo de melhoria envolvia a formação de hidroxialuminossilicatos não tóxicos no apoplasto das raízes. Reunimos todo esse trabalho e o escrevemos como um hipótese. Até agora, a hipótese passou por testes bastante rigorosos ao longo de mais de 20 anos e se manteve. David e eu continuamos nosso trabalho nas interações Al-Si por mais de dez anos, auxiliados por nossos alunos. Michelle Ryder e ferrolhos de sobrepor podem ser usados para proteger uma porta de embutir pelo lado de fora. Alguns kits de corrente de segurança também permitem travamento externo com chave ou botão giratório. Subramaniam Prabagar. Enquanto isso, Allan Sangster e eu trabalhávamos na deposição mineral em agulhas de coníferas, começando com abeto branco, e depois uma série de outras espécies (por exemplo, pinheiro branco; Fig. 2). Muito freqüentemente encontramos co-deposição de Al-Si na epiderme ou no tecido transfusional.

Figura 2. Localização mineral em uma agulha de 2º ano de pinheiro branco oriental (Pinus strobus), conforme determinado por microanálise de raios-x. As micrografias ilustram a face plana congelada de uma seção transversal de 1 mm atrás da ponta. Imagem STEM e imagens de distribuição de raios-x para cálcio (Ca), silício (Si) e alumínio (Al). Abreviaturas: endoderme (en), epiderme (ep), hipoderme (hy), mesofilo (me), tecido transfusional (tr), tecido vascular (vt), parede do xilema (xw).

Com o passar do tempo, David concentrou seus esforços no envoltório nuclear da planta, enquanto me envolvia escrevendo livros (Fig. 3), no uso de fitólitos em arqueologia e em paleoecologia, e então, mais recentemente, trabalhando em sequestro de carbono. Nós dois ficamos de olho nas pesquisas envolvendo interações Al-Si, mas nenhum de nós estava trabalhando nisso. Então, em 5 de março de 2019, completamente do nada, fui contatado por Durgesh Tripathi, editor convidado de uma edição especial do Journal of Experimental Botany sobre silício vegetal. Eu gostaria de escrever um artigo de revisão e sobre qual assunto? Imediatamente veio à minha mente que eu queria escrever uma revisão atualizada sobre as interações Al-Si em plantas. Eu também sabia quem queria como co-autor; Davi Evans.

Figura 3. Da esquerda para a direita: Martin Hodson, David Evans e John Bryant. Tirada em 2012 logo após a publicação de Functional Biology of Plants (Hodson e Bryant, 2012).

Em 2019, David havia se tornado Reitor Associado de Pesquisa e Intercâmbio de Conhecimento na Brookes e também estava fortemente envolvido em seu trabalho de envelope nuclear. Quando me aproximei dele, esperava que ele dissesse que estava muito ocupado. Mas, para minha surpresa, ele concordou em ser co-autor, desde que fizéssemos o trabalho nas férias de verão! Nos 25 anos desde nossa primeira revisão, os transportadores de Si e Al foram descobertos, e o conhecimento de David sobre biologia molecular foi inestimável. Nos reunimos várias vezes no verão de 2019 e enviamos facilmente o artigo até o prazo de novembro. Então esperamos. Mesmo pesquisadores experientes se preocupam com o que pode acontecer com seu precioso artigo nas mãos de revisores e editores. Mas na noite de 23 de dezembro de 2019, o e-mail do editor veio com a decisão, “pequenas correções”. Rapidamente encaminhei o e-mail para David, dizendo que aqui estava um presente de Natal antecipado incrivelmente bom para ele. Ele concordou que era.

Nossa revisão de 1995 saiu em fevereiro daquele ano, e exatamente 25 anos depois, na mesma revista, temos o prazer de anunciar a publicação de Hodson e Evans (2020). Tem sido uma história e tanto até agora. O que acontecerá nos próximos 25 anos?