Ao longo da evolução, as plantas desenvolveram diferentes mecanismos para perceber os sinais ambientais. Como as plantas não podem se deslocar de um lugar para outro como outros organismos, perceber o que está acontecendo ao seu redor é de vital importância para elas. Para a surpresa de muitos, esses sistemas de percepção são mais sofisticados do que se pensava. Por exemplo, estudos recentes têm demostrado a capacidade das plantas emitirem sons que podem informar outros organismos sobre seu estado fisiológico, assim como a habilidade de “observar” e imitar plantas próximas, possivelmente por meio de simples receptores de luz semelhantes a olhos, conhecidos como ocelos.
A capacidade das plantas de detectar sinais olfativos ecologicamente relevantes foi um dos sistemas sensoriais que mais cativou aos pesquisadores até agora. Quando os tecidos das plantas são danificados pelo estresse, eles emitem compostos orgânicos voláteis (COVs) que podem ser detectados pelos tecidos distantes das plantas ou pelas plantas vizinhas como um aviso para que se preparem para futuros danos. Uma vez detectados, as plantas que os perceberam podem se preparar para se defender, seja por meio da indução de defesa mediada por voláteis ou da aprimoramento da defesa. Apesar dos vários estudos que falam sobre esse tipo de comunicação, ainda existem questões importantes sobre a comunicação entre plantas mediada por voláteis, incluindo o mecanismo de como as plantas percebem esses sinais e o local onde essa percepção acontece. As hipóteses atuais sugerem que os compostos voláteis são percebidos nos tecidos das plantas e que os estômatos –os minúsculos poros encontrados na epiderme das plantas– funcionam como uma porta de entrada para muitos desses compostos.
Outro fator importante para a comunicação das plantas que foi pouco explorado até o momento é o papel do ambiente. As plantas respondem aos estímulos causados por mudanças ambientais de acordo com respostas específicas associadas ao seu desenvolvimento e fisiologia. De fato, os estômatos respondem previsivelmente às condições ambientais, abrindo-se em resposta a sinais de luz e fechando-se na ausência de luz ou durante a seca. Nesse sentido, e considerando que os estômatos são locais potenciais para a absorção de compostos voláteis, as alterações na abertura dos estômatos causadas pelo ambiente devem afetar a comunicação da planta por meio de COVs.
Para contribuir com a resposta a essas perguntas, Natalie M. Aguirre, aluna de doutorado da Universidade A&M do Texas, e seus colegas realizaram um estudo fascinante para examinar como o ambiente influencia a comunicação mediada por voláteis nas plantas e a preparação para a defesa Além de avaliar o papel dos estômatos na percepção de sinais olfativos, os autores expuseram plantas de milho a uma variedade de compostos orgânicos voláteis produzidos em resposta à herbivoria (conhecidos como HIPVs) e simularam o ataque de herbívoros sob diferentes condições ambientais (luz, escuridão, seca e aplicação de ácido abscísico) que afetam a abertura estomática ou a sinalização de defesa. Em seguida, quantificaram os fitormônios sintetizados pelas plantas e os compostos voláteis emitidos.
Os resultados mostram que a percepção de compostos voláteis e a subsequente iniciação de defesa foram prejudicadas em condições ambientais que reduzem a condutância estomática e/ou alteram a sinalização de defesa. Em condições não estressantes e quando expostas à luz, as plantas mantiveram seus estômatos abertos, sugerindo que foram capazes de perceber os sinais dos HIPVs. De fato, essas plantas apresentaram níveis mais altos de substâncias conhecidas por desempenharem um papel na indução de defesas contra herbívoros, como o ácido jasmônico (JA) e ácido abscísico (ABA). Em contraste, as plantas sob condições de escuridão ou seca tinham seus estômatos fechados e produziam menos dessas substâncias. Isso indica que a absorção de compostos voláteis e a comunicação subsequente na planta podem ser prejudicadas em condições ambientais que reduzem a abertura dos estômatos.
Embora ainda existam perguntas sem respostas, como qual é o efeito de outras condições ambientais que poderiam alterar as emissões voláteis das plantas, a absorção, a percepção e a preparação para a defesa, esse trabalho é muito interessante e proporciona uma melhor compreensão de como o ambiente afeta as respostas fisiológicas e a sinalização de defesa, além de oferecer novas percepções sobre a comunicação mediada por voláteis nas plantas.
LEIA O ARTIGO
Aguirre, NM, Grunseich, JM, Lima, AF, Davis, SD, & Helms, AM (2023). Plant communication across different environmental contexts suggests a role for stomata in volatile perception. Plant, Cell & Environment. Disponível em: https://doi.org/10.1111/pce.14601
Sobre o autor.
Andrés Reyes é engenheiro de biotecnologia que trabalha com biologia molecular de plantas no Instituto Nacional de Pesquisa Agrícola (INIAP) no Equador. Apaixonado por comunicação científica, ele acredita que conectar a ciência com a comunidade é a ferramenta fundamental para gerar mudanças reais e duradouras. Você pode segui-lo no Twitter em @f_andresreyes.
