As plantas precisam estar sob a luz do sol para converter o dióxido de carbono em hidrocarbonetos. Junto com os fótons azuis e vermelhos de que precisam, há também balas de luz UV-B. O UV-B pode danificar o tecido biológico e o DNA. Embora a camada de ozônio absorva a maior parte dos raios UV-B, chega à superfície da Terra o suficiente para causar um problema. A primeira parte de uma planta que o UV-B atinge é a cutícula, película que reveste a epiderme. Embora haja muito trabalho sobre como a cutícula reduz a perda de água, protege contra patógenos ou sustenta uma planta, poucas pessoas estudaram como ela interage com o UV-B. Ana González Moreno e colegas publicaram um estudo em Natureza das Comunicaçõesmostrando como compostos fenólicos na cutícula podem proteger uma planta de UV-B.
Os fenóis, ou fenólicos, são um tipo particular de composto orgânico que leva ao extremo a capacidade do carbono de se ligar a si mesmo. O carbono pode formar longas cadeias chamadas polímeros, e uma espinha de átomos de carbono pode conter vários grupos químicos para formar moléculas complexas. Os fenóis são o que acontece quando essa espinha se curva sobre si mesma para formar um anel, com uma parte do anel contendo um grupo hidroxila (-OH).
González Moreno e colegas observam que, embora haja muitos ácidos fenólicos na cutícula, os ácidos cumárico, cafeico e ferúlico têm um grupo acil que pode ser trans ou cis em formação. Essa rotulagem significa que os ácidos têm os mesmos átomos, mas diferem ligeiramente na forma como estão organizados.
Os cientistas usaram espectroscopia de absorção transiente para ver como esses compostos fenólicos interagem com UV-B. Eles atingiram uma epiderme com fótons UV-B e examinaram a luz que a epiderme emitia em resposta. A equipe descobriu que algo estranho aconteceu quando o UV-B atingiu os fenólicos na configuração trans.
“Os ácidos cinâmicos presentes nas cutículas possuem uma estrutura molecular aromática conjugada com uma dupla ligação que absorve a radiação, principalmente do espectro UV-B. A molécula absorve energia e gira instantaneamente”, disse a coautora Eva Domínguez em um comunicado de imprensa.
Quando o UV-B atinge a molécula, é preciso energia para se encaixar em uma nova configuração. Essa mudança é extremamente rápida. As medições mostram que leva menos de um milionésimo de segundo. Se isso fosse tudo, as plantas precisariam de um suprimento constante de fenólicos como escudos contra novos fótons UV-B. No entanto, a nova configuração não é estável e essa instabilidade ajuda a planta.
A molécula reconfigurada emite a energia que ganhou da luz ultravioleta à medida que volta ao seu estado inicial. Quando isso acontece, a energia é liberada em um comprimento de onda mais longo, convertendo efetivamente a luz ultravioleta em calor que causa muito menos danos. Assim que a molécula for reiniciada, ela estará pronta para absorver outro fóton UV.
González Moreno e colegas escrevem que esses ácidos fenólicos aparecem nas cutículas de todo o reino vegetal, com p- ácido cumárico sendo muito comum. Eles também observam que os paleontólogos identificaram p-ácido cumárico em cutículas de plantas fósseis.
O que torna os compostos tão úteis como escudos é sua seletividade. Eles reagem à luz ultravioleta, mas não à luz visível. Isso significa que os fótons vermelhos e azuis que as plantas precisam para a fotossíntese podem passar.
LEIA O ARTIGO
González Moreno, A., de Cózar, A., Prieto, P., Domínguez, E. e Heredia, A. (2022) “Mecanismo sem radiação de desativação de UV por fenólicos de cutícula em plantas,” Comunicações da natureza, 13 (1), https://doi.org/10.1038/s41467-022-29460-9
