Indiscutivelmente, uma das relações 'estrutura-função' mais conhecidas na biologia vegetal é o papel desempenhado pelas microfibrilas de celulose dentro das paredes das células-guarda na abertura estomática. Estomas^* são os orifícios controláveis ​​encontrados principalmente dentro da epiderme dos órgãos acima do solo de plantas superiores. Quando abertos, permitem a troca imediata de gases (por exemplo, CO₂O₂) entre o interior da planta e o ambiente facilitando assim a fotossíntese e a respiração aeróbica. No entanto, quando aberto, H₂O O – na forma gasosa de vapor d’água – também pode sair da planta no processo conhecido como transpiração.

Onde há suprimento suficiente de água no solo, a perda transpiratória de água é um pequeno preço a pagar pela pronta absorção de CO fotossinteticamente essencial₂ através dos estômatos abertos^**. Enquanto a abertura estomática se deve, em última análise, à absorção de água nos vacúolos do par de células guarda (os componentes celulares que fazem fronteira com o estoma) e que, portanto, se tornam túrgido, é o arranjo das microfibrilas de celulose dentro de suas paredes celulares que garante que a abertura seja formada adequadamente. As microfibrilas de celulose resistem ao alongamento e à compressão na direção paralela à sua orientação. Como essas microfibrilas estão dispostas como 'arcos' ao redor da circunferência das células-guarda, essa restrição só permite aumento de comprimento quando as células estão túrgidas. No entanto, como as células-guarda estão ligadas umas às outras em suas pontas, o aumento do comprimento faz com que as células afivelar, e separados. Este 'encurvamento' das células-guarda gera o poro estomático e é uma consequência natural de seu aumento mais em comprimento do que em largura à medida que o turgor aumenta.

Como muitas pessoas, eu suspeito que presumi que essas microfibrilas de celulose foram colocadas no lugar uma vez e permaneceram lá durante toda a vida da cela de guarda, e fiquei perfeitamente feliz em deixar as coisas lá. Felizmente, e ao contrário da maioria das pessoas, os 'estomatologistas' Yue Riu e Charles Anderson da Penn State University (EUA) não pararam por aí. Examinando os papéis de celulose 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. xiloglucanos (XG) em Arabidopsis guardam as paredes celulares que revelam um sistema dinâmico no qual esses dois principais componentes da parede celular interagem durante a abertura/fechamento estomático (Fisiologia vegetal). É importante ressaltar que eles demonstram que as microfibrilas de celulose sofrem reorganização dinâmica durante os movimentos estomáticos.^***

Além disso, o uso de plantas deficientes em celulose – o cesa3^je5 mutante (por exemplo André Carroll et al., Fisiologia vegetal 160: 726-737, 2012) – eles demonstraram que uma maior abertura estomática do que em plantas do tipo selvagem pode ser alcançada (!), aparentemente porque as mudanças no comprimento da célula guarda ocorrem mais rapidamente nesses indivíduos. Portanto, em vez de facilitar a abertura estomática máxima, a celulose na verdade parece restringir isso. Quem teria pensado?

A interação entre XG e celulose também revelada aqui é aparentemente apenas outro exemplo de uma interação mais difundida entre esses dois componentes da parede celular que afeta os aspectos do crescimento celular da planta e da morfogênese em geral (Chaowen Xiao et al., Fisiologia vegetal 170: 234-249, 2016). O que serve apenas para nos lembrar que, por mais estáticas que as paredes das células possam parecer, há muita coisa acontecendo dentro delas!

* Questão do exame de Botânica Filosófica do Ano Final: “Estômatos os orifícios mais importantes do planeta: Discuta”…

** Onde a água não é tão abundante e não pode repor a perdida pela transpiração, a conservação desse fluido vital que já está dentro da planta é alcançada pelo fechamento dos estômatos; a prevenção de perda adicional de água, portanto, tem prioridade sobre a absorção fotossintética de CO₂.

*** Quantos ciclos de abertura/fechamento qualquer estoma pode sofrer antes de ficar "desgastado"? Se ele tem um 'tempo de vida' finito e 'expira' antes da morte do órgão no qual está inserido, ele permanece aberto ou fechado, ou em algum lugar intermediário? Isso representa um risco de perda incontrolável de água para a planta?