Uma nova pesquisa de Madeline Carins-Murphy e colegas revelou como a combinação de ondas de calor e seca pode causar danos rápidos e irreversíveis às flores, limitando a reprodução nas plantas. Os cientistas descobriram que o calor extremo desencadeia a formação de bolsas de ar semelhantes a bolhas chamadas embolias que bloqueiam o sistema de transporte de água da planta, levando à falha hidráulica quando a umidade do solo é baixa. É extremamente importante, pois as embolias desativam os caminhos que fornecem água às flores, levando à rápida dessecação e morte das flores. Essas descobertas explicam por que o calor e a seca juntos têm um impacto especialmente severo no rendimento das colheitas e na reprodução das plantas em todo o mundo.
Os pesquisadores estudaram flores de margaridas de piretro, que são cultivadas para a produção de inseticidas. Eles encontraram vários fatores surpreendentes que tornam as flores mais vulneráveis a falhas hidráulicas durante as ondas de calor do que as folhas.
As flores de piretro têm taxas muito mais altas de transpiração residual do que as folhas quando os estômatos, o respiração da planta buracos, estão fechados. A transpiração é a perda de vapor de água do tecidos vegetais. A transpiração residual refere-se ao movimento da água através das pétalas após o fechamento dos estômatos em resposta à seca. Esse perda de água é tipicamente uma adaptação a flores frescas. Mas durante as ondas de calor, acelera a desidratação.
A modelagem mostrou que o solo só precisa estar levemente seco para que o calor acione a hidráulica completa falha em hastes de flores. As folhas permaneceram inalteradas mesmo com secagem substancial do solo.
Os cientistas descobriram que o início da falha hidráulica nas flores correspondia à excedência de um limite teórico para a cavitação descontrolada. A cavitação refere-se à formação de embolias. A cavitação descontrolada é um ciclo de feedback descontrolado em que as embolias crescentes criam mais embolias à medida que a tensão da água aumenta. Este processo descontrolado em hastes de flores corta o fornecimento de água, flores secando rapidamente.
Carins-Murphy e seus colegas descobriram como a água era crítica para a sobrevivência das flores, examinando como as flores lidavam com o calor. Eles descobriram que a exposição direta ao calor não danificou as flores bem regadas, provando que a mortalidade das flores estava ligada à desidratação e não aos danos térmicos.
Embora possamos pensar que as flores são bonitas e atraem polinizadores, elas são um órgão crucial para a reprodução das plantas. São flores fertilizadas que vão criar as sementes e frutos que formam muitas das nossas colheitas. Entendendo porque as flores podem ser mais sensíveis às condições de seca podem ajudar a melhorar a colheita rendimentos em verões mais secos. Carins-Murphy e seus colegas descobriram que essa sensibilidade se devia à cavitação descontrolada nas flores, e isso poderia ter sérias consequências para as plantações. Eles escrevem:
Previsões teóricas e dados empíricos indicam que a cavitação descontrolada no caule florido de plantas de piretro levemente estressadas durante o calor transitório induziu um rápido declínio no potencial hídrico, resultando na dessecação letal das flores. A validação do papel desse processo durante danos induzidos pelo calor às flores e, por extensão, perdas de produção e falhas reprodutivas, destaca a importância de incorporar a cavitação descontrolada na modelagem baseada em processos para entender o impacto de condições quentes e secas em culturas cultivadas e naturais sistemas vegetais. Com o aumento das temperaturas globais e mudanças nos padrões de chuva (IPCC 2014), obter uma maior compreensão dos impactos do estresse combinado de calor e seca na reprodução das plantas é de extrema urgência. A resposta da mortalidade das flores de piretro a esses estresses provavelmente reflete uma resposta mais geral das plantas perenes para promover a sobrevivência a longo prazo dos tecidos vegetativos; no entanto, isso ainda precisa ser testado. Se existem semelhanças, então a co-ocorrência cada vez mais frequente de clima quente e seco com floração (Hedly et ai. 2009) terá um impacto negativo substancial na produção agrícola, na persistência de espécies e na função do ecossistema.
Carins-Murphy et al. 2023.
LEIA O ARTIGO
Carins-Murphy, MR, Cochard, H., Deans, RM, Gracie, AJ e Brodribb, TJ (2023) “O estresse combinado de calor e água leva à falha local do xilema e danos aos tecidos nas flores de piretro." Fisiologia vegetal, pág. kiad349. Disponível em: https://doi.org/10.1093/plphys/kiad349.
Imagem da capa: Piretro por canva.
