Se você gosta dos documentos sobre a natureza, provavelmente aprendeu que alguns animais cuidam de suas crianças até que possam defendê-los. Este comportamento, conhecido como cuidado parental, busca aumentar as possibilidades de supervivencia das criancas e pode ocorrer de diferentes maneiras: desde pingüinos imperador macho incubando seus huevos, passando por ranas que transportam sus renacuajos, hasta grupos de coatís hembra que vigiam conjuntamente a eles juvenis. ¡Lo que provavelmente não sabías era que las plantas também podem ajudar a sua descendência em seus momentos primordiais! Por suposto, eles não podem atuar para proteger suas semilhas ou mover se estiverem em perigo. O que você pode fazer é brincar com suas estruturas estruturais que ajudam a dispersar e defender os predadores ou nutrientes para seu crescimento. Entre essas formas de cuidado parental nas plantas, o armazenamento de nutrientes é particularmente importante, pois uma semente recém-germinada não pode absorver os nutrientes do solo ou fazer fotossíntese. Portanto, as semilhas dependem completamente dos nutrientes que a planta mãe hayan depositou nelas; da mesma maneira que um poluente não pode voar para buscar sua própria comida.

A maneira mais convencional de estudar a disponibilidade de nutrientes nas semilhas no campo da ecologia é mediar a massa das semilhas. É lógico pensar que semillas mais pesadas almacenan mais nutrientes que las livianas. Por isso, muitos estudiosos têm utilizado esta medida para avaliar como os nutrientes das semillas estão relacionados com diferentes características das plantas. Este é o caso de Dra. Tereza Masková quien, durante sua maestria na Universidad Karlova en Praga (República Checa), investigou a relação entre a massa das semillas e a arquitetura das raíces das plântulas. Sua investigação mostrou que as espécies com sementes mais leves produzem plantas que destina uma grande parte de sua biomasa para as raíces e também representaríamos um sistema de raíces mais amplo e que se ramifica antes. Em geral, isso indica que as sementes com menos nutrientes disponíveis empregam mais recursos para produzir raízes que permitem absorver nutrientes mais rapidamente.

Usar a massa das semillas como uma aproximação à disponibilidade de nutrientes nas semillas traz vários problemas. O mais notório é que esta medida não da nenhuma informação sobre os elementos individuais – como o carbono, o nitrogênio e o fósforo – os cuales não necessariamente estão armazenados nas mesmas proporções. “Cuando estaba pensando em ello con detenimiento, me di cuenta de que duas espécies com semillas de igual masa, es decir, con la misma cantidad absoluta de nutrientes, pueden divergir em termos de lo que se encuentra almacenado. ¡Pode haver uma grande diferença entre elas!” comentou a Dra. Masková em uma entrevista com Botany One. Além disso, a massa de semillas inclui estruturas que não têm nenhum valor nutricional, como seu cubierta y los apendices que ajudam na dispersão –por exemplo, las semillas de arces o las partes plumosas de las semillas del diente de león. Portanto, use apenas a massa das semelas para estimar a quantidade de nutrientes que está disponível para a futura planta. Tendo em conta essas limitações, Mašková decidiu estudar a disponibilidade de nutrientes em mais detalhes durante seu doutorado na Universidade de Karlova, uma investigação que foi publicado na revista Oikos.

Os pesquisadores observaram o conteúdo de carbono não estrutural –es decir, o carbono que não faz parte das estruturas da semente e que está disponível para nutrir o embrião – nitrógeno e fósforo em semillas de mais de 500 espécies herbáceas da Europa Central. A partir dos dados coletados, avaliamos como o conteúdo desses nutrientes está relacionado a diferentes atributos das plantas, como a massa de suas sementes e o habitat onde se encontram. O conteúdo de nutrientes varia consideravelmente entre as espécies, em especial o nitrogênio (0.8-9.9% da massa da semente) e o carbono não estrutural (2.1-60.7%). Sem embargo, esta variação não fue al azar. Portanto, as plantas mais emparentadas entre si tendem a produzir semelas com conteúdo de nutrientes semelhantes. Esta tendência é bastante clara quando se analisa a forma em que se armazena o carbono: famílias como Poaceae (a família de pastos e cereais) e Fabaceae (leguminosas) armazenam o carbono principalmente em forma de almidón, enquanto que Asteraceae (girasol ) e Lamiaceae (lavanda) lo almacenan en forma de aceites. Siendo assim, o conteúdo de nutrientes parece ser fortemente influenciado pela história evolutiva das espécies.

Os resultados desta investigação também suportam a ideia clássica de que o conteúdo total de nutrientes está positivamente relacionado com a massa das sementes. Em outras palavras, as semilhas mais pesadas efetivamente armazenam mais nutrientes do que as mais leves. Assim, provavelmente lembramos que a massa das semilhas é a soma de muitas estruturas, incluindo aquelas sem nenhum valor nutricional! Dada esta inversão em estruturas adicionais, os autores investigaram a relação entre a massa das semilhas e como esta estava destinada ao armazenamento de nutrientes e encontraram que as semilhas com menor massa invertiam proporcionalmente mais ao armazenamento de nutrientes que as semilhas mais pesadas. Uma possível explicação para este resultado é que as semilhas mais grandes e pesadas provavelmente têm que usar mais recursos em outras funções, como a defesa frente aos predadores. No entanto, a relação entre a massa das semilhas e sua defesa parece ser bastante complexo e requer mais estudos para compreendê-la melhor.

Um dos resultados mais fascinantes desta investigação é que o conteúdo de carbono e nitrogênio foi correlacionado com o habitat das espécies. O mais chamativo é que as espécies almacenaban preferencialmente aquellos nutrientes que se espera que fueran limitantes em cada habitat. Por um lado, a disponibilidade de nutrientes no solo está relacionada com o carbono, de tal forma que as espécies de habitats ricos em nutrientes armazenam mais carbono em suas semilhas que aqueles de ambientes pobres. Mas por que você esperava que o carbono fosse um recurso limitante em um ambiente rico em nutrientes? Sem ter restrições de nutrientes, espera-se que as plantas cresçam rapidamente e comecem a fazer sombra entre elas. Ao acontecer isso, a fotossíntese pode ser reduzida e com ela a síntese dos carboidratos que sustentam o crescimento da plântula. Siendo así, proveer las semillas con carbon les permitirão a las plántulas lidiar con las limitaciones de carbono en estos ambientes.

Por outro lado, el disturbio del suelo estuvo relacionado con el contenido de nitrógeno de las semillas, lo que significa que las plantas de ambientes menos perturbados producían semillas con mayores reservas de nitrógeno. Os autores comentam que os hábitos menos perturbados experimentam um maior tempo de retorno de nutrientes; haciendo que la competencia por los nutrientes del suelo (incluyendo el nitrógeno) sea mayor. Nesse contexto, armazenar mais nitrógeno nas semilhas parece uma boa estratégia para lidar com essas limitações iniciais.

Em geral, estes resultados ressaltam a importância de estudar o conteúdo de cada nutriente nas sementes, em vez de apenas utilizar a massa destes, já que cada nutriente parece trazer informações essenciais de como as plantas lídias com a limitação de nutrientes. Nas palavras da Dra. Mašková –quien es ahora una investigadora posdoctoral. en la Universidad de Regensburg (Alemanha)–, “es importante darse cuenta de que el contenido de nutrientes de las semillas é un rasgo importante. Para alguns processos, os ecólogos utilizam a massa das semilhas como uma aproximação à inversão da planta mãe, e simplesmente não é a melhor maneira de fazê-lo”. Também ressaltei a importância de que futuras investigações devam avaliar a variação entre indivíduos, já que uma mesma espécie pode ocupar diversos habitats, cada um deles em diferentes condições. Assim mesmo, comente a importância de avaliar o conteúdo de nutrientes das semillas com outras rasgos da semilla e dos organismos simbióticos que podem ajudar as plantas a obter nutrientes. Una cosa es segura, este estudio abre las puertas a un area de investigación emocionante que permitirá entender como las plantas han evolucionado para preparar sus semillas para el futuro.

Artigo de investigação

Mašková, T., & Herben, T. (2021). Diferenças interespecíficas no suporte materno em plantas herbáceas: o conteúdo de CNP nas sementes varia para corresponder à limitação esperada de nutrientes das mudas. Oikos, 130 (10), 1715-1725. https://doi.org/10.1111/oik.08186

Carlos A. Ordóñez-Parra é um estudante de mestrado no programa de Biologia Vegetal da Universidade Federal de Minas Gerais (Brasil). Além de realizar investigações sobre a ecologia funcional de semillas, le interesa la comunicación de la ciencia lo que le ha llevado a escribir para Pesquisa Javeriana y Revista Javeriana, en su universidad en Colombia, y para Pesquisa semanal em ciências vegetais – el boletín semanalmente publicado porPlantae.org. Você pode segui-lo no Twitter em @caordonezparra.