Durante uma década, os cientistas acreditaram que as plantas sentiam a temperatura principalmente por meio de proteínas especializadas, principalmente à noite, quando o ar está frio. Novas pesquisas de Fan e colegas sugerem que, durante o dia, outro sinal assume o controle. O açúcar, produzido pela luz solar, ajuda as plantas a detectar o calor e a decidir quando crescer.

Este estudo, liderado por Meng Chen, professor de biologia celular da Universidade da Califórnia, em Riverside, mostra que as plantas dependem de múltiplos sistemas de detecção de calor e que o açúcar desempenha um papel central e até então desconhecido na resposta à temperatura durante o dia. As descobertas, publicado na Nature Communications, reformulam uma visão de longa data de como as plantas interagem com seu ambiente e podem influenciar estratégias futuras para uma agricultura resiliente ao clima.

“Nossos livros didáticos afirmam que proteínas como o fitocromo B e a enzima de floração precoce 3 (ELF3) são os principais termossensores nas plantas”, disse Chen. “Mas esses modelos se baseiam em dados noturnos. Queríamos saber o que acontece durante o dia, quando a luz e a temperatura estão altas, porque essas são as condições que a maioria das plantas realmente vivencia.”

Saber o quão quente está é crucial para as plantas, pois as ajuda a se adaptar ao estresse quando o clima esquenta. Há alguns anos, publicamos um artigo sobre uma enzima, a HDA9, que ajuda as plantas a lidar com o calor, mas uma das questões sem resposta era qual sensor térmico acionou o HDA9. Os autores do artigo, van der Woude e colegas, não tinham certeza se o HDA9 era um sensor térmico em si ou se dependia de outro sensor que não haviam examinado.

O grupo de Chen investigou esse quebra-cabeça examinando como Arabidopsis thaliana, uma pequena planta com flores muito apreciada em laboratórios de genética, reagiu à temperatura. Eles expuseram mudas a uma faixa de temperaturas, de 12 a 27 graus Celsius, sob diferentes condições de luz, e monitoraram o alongamento de seus caules, conhecidos como hipocótilos — um indicador clássico da resposta do crescimento ao calor.

Trabalhos anteriores de Li et al demonstrou que o fitocromo B funciona através da reversão térmicaO aumento do calor faz com que o fitocromo B passe de uma forma ativa para uma inativa, enquanto temperaturas mais baixas o fazem de volta. No entanto, há um problema em usar o fitocromo B para detectar calor.

A nova pesquisa publicada pelo grupo de Chen descobriu que o fitocromo B, uma proteína sensível à luz, só conseguia detectar calor sob baixa luminosidade. Em condições de luminosidade intensa que imitam a luz solar do meio-dia, sua função de detecção de temperatura foi efetivamente desligada, justamente quando as plantas provavelmente mais precisariam dela. No entanto, as plantas ainda responderam ao calor, crescendo mais altas mesmo quando a função de detecção térmica do fitocromo B foi bastante reduzida. Isso, disse Chen, indicava a presença de outros sensores.

Uma pista veio de estudos com um mutante do fitocromo B sem sua função termossensível. Essas plantas mutantes só conseguiam responder ao calor quando cultivadas na luz. Quando cultivadas no escuro, sem fotossíntese, elas não tinham cloroplastos e não cresciam mais em resposta ao calor. Mas quando os pesquisadores suplementaram o meio de cultivo com açúcar, a resposta à temperatura retornou.

“Foi aí que percebemos que o açúcar não estava apenas alimentando o crescimento”, disse Chen. “Ele estava agindo como um sinal, avisando à planta que estava quente.”

Chen não é o primeiro a concluir que o açúcar deve ser um mecanismo de sinalização. Em 2013, uma revisão apontou o caminho para o exame da sinalização da sacarose, embora eu não tenha certeza de quem atribuir o crédito, porque Tognetti é o primeiro autor da versão PubMed, enquanto a versão do diário apenas créditos Horácio e Martinez-Noel. Mais recentemente Asim et al concluiu que o açúcar era envolvido na decisão de quando uma planta perde folhas.

O grupo de Chen está descobrindo agora que o açúcar faz parte de um sistema multissensor que reage à temperatura. Outros experimentos mostraram que temperaturas mais altas desencadearam a quebra do amido armazenado nas folhas, liberando sacarose. Esse açúcar, por sua vez, estabilizou uma proteína conhecida como PIF4, um regulador mestre do crescimento. Sem sacarose, a PIF4 se degradou rapidamente. Com ela, a proteína se acumulou, mas só se tornou ativa quando outro sensor, o ELF3, também respondeu ao calor, afastando-se.

“O PIF4 precisa de duas coisas”, explicou Chen. “Açúcar para se manter e liberdade da repressão. A temperatura ajuda a fornecer ambas.”

As descobertas podem ter implicações práticas. À medida que as mudanças climáticas provocam temperaturas extremas, entender como e quando as plantas sentem o calor pode ajudar os cientistas a desenvolver culturas que cresçam de forma mais previsível e resiliente sob estresse.

“Isso muda a forma como pensamos sobre o sensor térmico em plantas”, disse Chen. “Não se trata apenas de proteínas ligando ou desligando. Trata-se também de energia, luz e açúcar.”

LEIA O ARTIGO

Fan, D., Hu, W., Xu, N., Seto, ER, Lagarias, JC, Chen, X. e Chen, M. (2025) “Uma estrutura de sinalização multissensor de alta temperatura para desencadear a termomorfogênese diurna em Arabidopsis,” Natureza das Comunicações, 16(1), p. 5197. Disponível em: https://doi.org/10.1038/s41467-025-60498-7.

Imagem de capa: Arabidopsis em pinça. Foto: Kristopher Grunert/Corbis/VCG/Getty/Canva.