Novas pesquisas mostram como plantas clonais podem reestruturar suas folhas em resposta a danos simulados por insetos. Um artigo de Xuxu Chai e colegas descreve como plantas clonais como Buffalo Grass, Bouteloua dactyloides, se espalha através de caules subterrâneos chamados estolões que conectam vários caules enraizados chamados ramets. Esses conexões stolon permitem que a planta compartilhe recursos e sinais entre ramets.
As plantas geralmente respondem à herbivoria engrossando suas folhas e aumentando a densidade das veias, o que fornece mais suporte estrutural. Eles também podem transmitir “sinais de herbivoria” através de seu sistema vascular para alertar folhas não danificadas e induzir defesas sistêmicas. Chai e seus colegas investigaram se os rametes de Buffalo Grass agiam como plantas individuais ou se trocavam informações entre os rametes por meio dos estolões.
Para investigar como a integração clonal influencia essas respostas, os pesquisadores submeteram pares de rametes de capim búfalo a diferentes níveis de remoção de folhas, cortando ou deixando intacta a conexão do estolão entre eles. Foram seis tratamentos no total, com o ramet 'filha' sofrendo 0%, 40% ou 80% de desfolha, enquanto o ramet 'mãe' não foi molestado. Essas três condições foram repetidas com e sem a conexão do estolão entre os rametes para produzir os seis experimentos.
Deixar os rametes conectados pelo estolão teve um efeito claro. Embora os ramets sejam clones, 'mãe' e 'filha' não são iguais, escrevem Chai e colegas.
Sem herbivoria simulada, a integração clonal fortaleceu o sistema vascular dos rametes-mãe aumentando a densidade das nervuras e reduzindo o número de folhas, a espessura da folha, o diâmetro da nervura central e o tamanho da célula epidérmica adaxial/abaxial… , e a maioria das características anatômicas foliares também foram afetadas negativamente pela integração clonal, exceto pelo número de células da bainha do feixe.
Chai et ai. 2023
A remoção de 40% das folhas de um ramet 'filho' levou a um aumento na densidade das veias e espessura da cutícula em ambos os lados da folha, uma diminuição na largura da folha e no tamanho da célula. No entanto, a remoção de 80% das folhas teve um efeito muito menor nos ramos filhos. Em vez disso, os ramets tentariam criar novas folhas em vez de alterar a estrutura do que haviam deixado.
A história do ramet 'mãe' conectado é um pouco diferente. Desfolhar remotamente um rame a 40% levou o rame conectado e não danificado a aumentar a largura da folha e o tamanho da célula e diminuir a densidade da veia. Quando o ramet remoto sofreu 80% de desfolhamento, o ramet 'mãe' tomou um rumo diferente. Reduziu o custo de construção mecânica da folha e produziu menos folhas, mas aumentou a largura da folha.
Em ecossistemas naturais de pastagens e gramados, insetos e herbívoros podem exercer estresse biótico constante de herbivoria no crescimento da planta, o que pode causar desfolhamento e separação de estolões/rizomas. Nosso estudo mostrou que os sinais de defesa induzidos podem ser transmitidos de rametas jovens desfolhadas de B. dactyloides para ramets mais velhos; a integração clonal pode regular a microestrutura foliar de rametes interconectados de acordo com o grau de estresse herbivoro. No entanto, como a herbivoria de insetos é um evento bastante incerto e complexo, a resposta microestrutural da folha também pode estar relacionada a reservas de recursos e eficiência de absorção de recursos; transmissão de sinal e recurso entre B. dactyloides ramets pode, portanto, ser mais complicado do que o mostrado em nosso experimento. Propomos que a função dos estolões é muito mais do que a translocação de recursos, mas também coordenar a microestrutura de diferentes partes clonais, especialmente o sistema vascular foliar de rametes interconectados, para melhor desempenho de toda a geneta.
Chai et ai. 2023
A integração clonal ajuda os ramets mais jovens a ajustar sua estrutura foliar com base no grau de herbivoria, especialmente alterando a densidade das nervuras. Isso permite que a planta como um todo otimize o crescimento e a defesa diante de danos. As descobertas revelam um mecanismo sofisticado pelo qual as plantas clonais percebem e respondem às ameaças.
LEIA O ARTIGO
Chai, X., Sun, X., Cui, X., Johnson, PG e Fu, Z. (2023) “A integração clonal regula sistemicamente a microestrutura foliar de Bouteloua dactyloides rametes interconectados para melhor adaptação a diferentes níveis de herbivoria simulada de insetos" AoB PLANTS, 15(2), local062. Disponível em: https://doi.org/10.1093/aobpla/plac062
