Quando pensamos em desenvolvimento em biologia, provavelmente pensamos primeiro nos processos de divisão celular, formação de tecidos e órgãos. Em muitos casos, porém, para que um órgão se desenvolva, células e tecidos inteiros precisam morrer. Este processo é conhecido como Morte Celular Programada (PCD).

Corte transversal de uma raiz jovem de cana-de-açúcar.
Corte transversal de uma raiz jovem de cana-de-açúcar. O terço superior da figura mostra a região onde o aerênquima está completamente formado. Observe a presença de trabéculas formadas por um compósito. Elas são feitas de paredes celulares que colapsam após a morte celular e conectam o cilindro vascular à epiderme (esta última não mostrada na imagem). O terço inferior mostra o cilindro vascular central com o parênquima, o floema, o xilema e a endoderme. Na raiz funcional, os espaços gasosos do aerênquima são inflados com ar, proporcionando resistência mecânica e auxiliando na distribuição de oxigênio por toda a raiz. Imagem de Leite et al. 2017

Muitos tecidos vegetais sofrem PCD, um fenômeno que pode estar associado a modificações nas paredes celulares.Tavares et al. 2015). Nas sementes, endospermas e cotilédones podem sofrer PCD após a germinação. Ao mesmo tempo em que as células morrem, suas reservas (amido, lipídios e polissacarídeos da parede celular) são transferidas para a muda em crescimento, permitindo que ela atravesse rapidamente a fase de estabelecimento e torne-se competitiva com as demais.Buckeridge 2010). Os tecidos da fruta podem se desenvolver da mesma maneira. Ao entrar no PCD, a lamela média (a camada de polissacarídeos entre as células vegetais) é dissolvida, fornecendo meios para a dispersão das sementes. A polpa da fruta torna-se comestível e a usamos como importante alimento. Assim, os processos relacionados à morte podem ser adaptativos porque “criam” a função.

Outro processo capaz de criar uma função nas plantas é a formação do aerênquima. Aerênquima é um conjunto de espaços de gás interconectados que facilitam o transporte de oxigênio dentro da planta (veja o vídeo abaixo). Agora informamos em Annals of Botany (Leite et al. 2017) uma análise completa de eventos relacionados à parede celular durante a formação de aerênquima em plantas. Desvendamos um pouco da complexidade do Código Glicômico das paredes celulares (Buckeridge 2017), e mostraram que, enquanto o PCD é concluído, as paredes celulares provavelmente adquirem outra função. Enquanto uma das hemiceluloses é retirada da parede, outras permanecem e parecem ser modificadas para se ligarem mais fortemente à celulose. O resultado é a formação de um compósito que reveste a parte interna dos canais de gás. Acredita-se que este último seja responsável pela condução do ar e fornecimento de oxigênio às células vivas da raiz, que absorvem os nutrientes e os transportam para a parte superior da planta.

A evolução do aerênquima possivelmente ilustra o que pode ser resultado de um mecanismo denominado 'transferência de função' por Leylard Stebbins em 1974 [mais tarde renomeado para 'exaptação' por Gould e VBRA (1982)] usando propriedades únicas de alguns dos códigos glicômicos altamente complexos presentes nas paredes celulares das plantas para intensificar suas funções.

 Marcos Buckeridge é Professor Associado na Departamento de Botânica da Universidade de São Paulo e Diretor do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (INCT do BioetanolDe 2009 a 2012, também foi Diretor Científico do Laboratório Brasileiro de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), em Campinas. O trabalho de Buckeridge resultou em quatro livros editados e mais de 150 publicações em fisiologia vegetal, bioquímica e biologia molecular de espécies cultivadas, crescimento e desenvolvimento de árvores florestais e urbanas, relacionados às mudanças climáticas globais e à produção de bioenergia. Em 2010, Buckeridge foi nomeado Autor Principal do relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) (AR5), publicado em 2014. Em 2017, foi nomeado Autor Principal do IPCC para o Relatório Especial sobre o Aquecimento Global de 1.5°C, a ser lançado em 2018. Buckeridge é membro do Instituto de Estudos Avançados da Universidade de São Paulo trabalhando no grupo de pesquisa de Estudos Ambientais. É o atual Presidente da Academia de Ciências do Estado de São Paulo.