Cerca de 9000 anos atrás, as pessoas domesticaram o teosinto, uma grama encontrada no México. O resultado foi milho. As duas plantas são muito diferentes. O teosinto pode ter centenas de espigas com alguns grãos cada. O milho, ao contrário, tende a ter apenas uma espiga com centenas de grãos. As diferenças abaixo do solo contribuem para as diferenças acima dele? Alden Perkins e Jonathan Lynch examinaram o número de raízes seminais em mudas de milho e seu efeito na absorção de nutrientes.
Os botânicos chamam as diferenças entre plantas cultivadas e seus parentes selvagens de síndrome de domesticação. Algumas dessas diferenças são deliberadas, como frutas maiores. Outros efeitos podem não ser intencionais, mas são necessários para sustentar a planta. As raízes do milho são um exemplo. O milho forma raízes seminais, raízes secundárias que são raízes laterais da raiz primária. Perkins e Lynch referem-se a trabalhos anteriores de Lynch e outros que o milho encontrado tinha 3.9 raízes seminais, em média. Seu parente selvagem teosinte tinha 0.5.
Essas raízes podem ser parte do que tornou o milho tão bem-sucedido como cultura. As pessoas originalmente domesticaram a planta nos solos tropicais do sul do México. Aqui, os nitratos saem facilmente do solo e não há muito fósforo. Quando os fazendeiros levaram a planta para as terras altas do México, eles tiveram outro problema. Os solos vulcânicos deveriam ser férteis, mas os solos das terras altas mexicanas têm alta fixação de fósforo.
O aumento do número de raízes seminais melhora a absorção de fósforo, dizem Perkins e Lynch, mas não está claro que efeito as raízes têm sobre o nitrogênio. Não se trata apenas de pegar um pouco de milho e teosinto e comparar como eles absorvem os nutrientes. Porque não são apenas as raízes que variam, muitas outras características também.
“Entender as influências da domesticação no número de raízes seminais no milho requer a consideração do desempenho da planta em diversos ambientes e fenótipos intermediários aos do milho e do teosinto”, escrevem Perkins e Lynch. “Como o milho e o teosinto diferem em vários aspectos, incluindo vigor, perfilhamento e hábito de crescimento, é um desafio entender como os componentes individuais de seus fenótipos contribuem para a adaptação ao estresse. A modelagem de simulação pode ser uma abordagem útil para entender as arquiteturas de raiz de milho e teosinto porque permite que as características sejam modificadas experimentalmente de forma isolada, enquanto outros componentes do fenótipo permanecem constantes. O modelo de planta funcional-estrutural OpenSimRoot inclui um modelo arquitetônico de raiz detalhado que leva em conta os custos de construção da raiz, respiração e absorção de nutrientes no nível de segmentos individuais da raiz.correio et al., 2017). Ele também permite a simulação de solos com baixo teor de fósforo e a lixiviação e esgotamento de nitrato do solo em três dimensões.”
“Os resultados sugerem que as raízes seminais são benéficas para a aquisição de nitrogênio e fósforo durante o desenvolvimento das mudas de milho, e as raízes seminais podem melhorar a aquisição de nitrogênio em ambientes com vários regimes de precipitação, taxas de fertilização e classes de textura do solo. Um grande número de raízes seminais pode não ser benéfico para o teosinto porque suas taxas de crescimento mais baixas significam que ele tem requisitos de nutrientes mais baixos como muda e porque suas sementes pequenas têm reservas de carboidratos menores para sustentar o crescimento das mudas.”
Pode parecer que o milho é simplesmente 'mais apto' com suas sementes maiores capazes de suportar mais crescimento. No entanto, Perkins e Lynch apontam que o milho cresce em um sistema artificial. As sementes menores do teosinto permitem que ele viaje mais longe e estabeleça populações. Teosinte também não é encharcado em pesticidas regularmente. Isso significa que ele precisa produzir suas próprias defesas contra a herbivoria, o que pode retardar sua taxa de crescimento. Isso significa que pode investir as limitadas reservas de carbono da semente na radícula (raiz) e no coleóptilo (primeira folha e broto).
Entender as diferenças entre milho e teosinto pode trazer lições valiosas para o futuro, dizem Perkins e Lynch. “Embora a importância das raízes seminais para a aquisição de nutrientes no milho diminua à medida que a planta amadurece, o número de raízes seminais ainda pode ter importantes implicações agronômicas. Fertilizantes de nitrogênio e fósforo são insumos caros para os produtores de milho, e <60% do fertilizante de nitrogênio aplicado é comumente recuperado pela cultura... fertilização e aumentar os rendimentos em sistemas de baixa entrada.”
ARTIGO DE PESQUISA
Perkins AC, Lynch JP. 2021. O aumento do número de raízes seminais associado à domesticação melhora a aquisição de nitrogênio e fósforo em mudas de milho. Annals of Botany 128: 453-468. https://doi.org/10.1093/aob/mcab074
tradução em espanhol por Lorena Marchant
