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As comunicações secretas das plantas

As comunicações secretas das plantas


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O diretor de cinema James Cameron imaginou que na lua Pandora do planeta Polifemo - cenário em que ocorre a ação do filme Avatar - todos os organismos estavam conectados. Em uma cena do filme, a Dra. Grace Augustine (interpretada pela atriz Sigourney Weaver) avisa a marinha e protagonista que neste satélite natural os recursos são administrados graças a "algum tipo de comunicação eletroquímica entre as raízes das árvores".

O apelo ambiental para este filme, lançado em 2009, incluiu a ideia principal de Suzanne Simard, cientista da University of British Columbia em Vancouver (Canadá), que em 1997 publicou parte de sua tese de doutorado na revistaNatureza sobre como as plantas interagem umas com as outras. Segundo seus estudos, as florestas tornam-se sistemas complexos onde espécies trocam nutrientes, enviam sinais de alerta e interagem com o meio ambiente com maior ou menor sucesso.

Os responsáveis ​​por esta colaboração são as redes micorrízicas,
ou seja, a simbiose entre fungos e raízes de plantas

A especialista vem divulgando seu trabalho pelo mundo há 20 anos com a mesma premissa: os responsáveis ​​por essa colaboração são as redes micorrízicas, ou seja, a simbiose entre fungos e raízes das plantas. Essa conexão, também conhecida como rede Hartig, permite a troca de nutrientes, água e carbono com e entre as espécies de plantas às quais estão conectados.

"A maioria dos sistemas vegetais cresce nesta associação simbiótica em que o fungo fornece à planta compostos inorgânicos, como nitrogênio ou fósforo, de que ela precisa para se alimentar e crescer, e a planta fornece ao fungo açúcares resultantes da fotossíntese", explica a informação científica sobre essas redes, que alguns pesquisadores chamam de 'internet das plantas' devido à sua semelhança com nós da internet.

Apesar da aceitação por toda a comunidade científica sobre a relevância das interações que ocorrem nas micorrizas, a polêmica começa quando Simard se refere a essas conexões como "sabedoria da floresta". Por isso, outros pesquisadores lançaram luz sobre essa rede de tubos subterrâneos de raízes e hifas (filamentos cilíndricos do corpo dos fungos), que podem ter quilômetros de extensão e aparecer em todos os sistemas climáticos.

Árvores que trocam carbono

Nesse sentido, um estudo da revistaCiência mostraram, após cinco anos de pesquisa, que alguns espécimes de abetos europeus com mais de 120 anos em florestas suíças transferiam carbono para outras árvores, tanto para seus pares quanto para as de diferentes espécies.

“Uma floresta é mais do que uma coleção de árvores individuais.
Eles não mais apenas competem por recursos, eles os compartilham. Eles agem coletivamente ”, diz o autor.

“Foi uma surpresa encontrar transferência interespecífica. Até agora isso só se refletiu em mudas, mas não em espécimes adultos ”, diz Tamir Klein, geoquímico da Universidade de Basel (Suíça) e principal autor do trabalho, para quem a princípio os resultados foram fruto de um erro de cálculo .

Para comprobarlo, Klein bajó de la grúa de 12 metros de altura desde la que previamente había regado las copas de los árboles con una red de tubos en los que inyectó carbono-13, un tipo de elemento más denso que el que se encuentra normalmente en o ar. “Isso nos permitiu distingui-lo do material usual e traçar sua transferência desde as folhas, onde ocorria a fotossíntese, até ser transportado para os galhos, caules e raízes finas de outras árvores”, detalha.

Uma vez no solo, o pesquisador israelense cavou o solo com sua equipe até chegar à rede de micorriza para verificar se o isótopo marcado tinha viajado do espécime marcado para as árvores mais próximas de diferentes espécies. “Isso é muito relevante porque nos permite entender que uma floresta é mais do que um conjunto de árvores individuais. Eles não mais apenas competem por recursos, eles os compartilham. Eles atuam coletivamente ”, afirma o especialista.

Nessas mesmas florestas, o ecologista Kevin Beiler, pesquisador da Universidade de Eberswalde (Alemanha) e estudante de Simard, mapeou as ligações entre as espécies de micorrizas em uma floresta e os abetos de Douglas (Pseudotsuga menziesi) por meio de suas conexões genéticas.

“Usei marcadores microssatélites de DNA para verificar os genes do abeto e do fungo em cada ponto onde as células da raiz e as hifas se juntaram. Também coletei o DNA de cada árvore e comparei com as amostras que obtive das raízes próximas a cada espécime ”, diz Beiler à Sinc.

Os resultados desta primeira amostragem, publicados noJournal of EcologY, eles sobrecarregaram o pesquisador, que observou como as raízes de cada abeto de Douglas estavam ligadas a provavelmente "mais de 1.000 espécies de fungos micorrízicos", diz ele. Para estudar a rede inacessível, ele decidiu analisar as conexões entre os micélios dos dois fungos que na maioria das vezes apareciam presos às raízes dos abetos.

“Descobri que as árvores mais antigas eram aquelas com mais conexões, enquanto os espécimes mais jovens não estavam tão intimamente ligados ao resto da floresta”, especifica o cientista alemão, que foi um dos primeiros a cunhar o termo 'internet das plantas '(Wood Wide Web) a esta rede micorrízica com um estudo emNovo Fitologista.

Conexões para superar ameaças

Essas redes, semelhantes às que usamos em nosso Wi-Fi doméstico, correm o risco de “se desconectar” devido à derrubada massiva de árvores. Mas, diante de outras ameaças, como o aumento das emissões de dióxido de carbono, os tubos que conectam as árvores desempenham um papel essencial, principalmente considerando que as florestas absorvem cerca de 30% dessas emissões.

“As árvores podem aproveitar o efeito da fertilização do carbono e,
à medida que crescem e se reproduzem rapidamente, absorvem uma quantidade maior de COatmosférico "

Uma equipa multidisciplinar de cientistas, com a colaboração do biólogo espanhol César Terrer, do Imperial College London, revista emCiência 83 estudos sobre a capacidade de fertilização de grandes ecossistemas vegetais relacionados ao aumento do CO2atmosférico.

“Uma boa parte dos artigos se contradizia, mas encontramos um ponto em comum: o fator limitante do nitrogênio”, diz ele ao Sinc Terrer. Aqui, um tipo especial de micorrizas entrou em jogo, ectomicorrizas, que são hifas defungos associada a espécies de coníferas, como florestas boreais ou regiões alpinas, semelhantes a bétulas ou pinheiros que foram citados no restante da pesquisa no artigo.

“As ectomicorrizas têm enzimas especiais que permitem que as plantas acessem o nitrogênio inorgânico do solo, produzido por bactérias e microrganismos, em troca de carboidratos que as plantas produzem na fotossíntese. Assim, as árvores podem aproveitar o efeito da fertilização do carbono e, ao crescer e se reproduzir rapidamente, absorvem uma quantidade maior de CO.atmosférica ”, diz o cientista, para quem essa capacidade não depende apenas da presença de nitrogênio nos solos, mas da associação de plantas a esse tipo de fungo.

“Observaram-se espécies que apesar de crescerem em solos com menos nitrogênio, as árvores se desenvolveram mais e, portanto, absorveram mais carbono por estarem mais ligadas às ectomicorrizas do que outras plantas que nasceram em solos com mais nitrogênio, mas sem a presença dessa rede ”, Afirma o pesquisador espanhol.

No entanto, de acordo com Terrer, muitos dos experimentos de absorção de carbono foram feitos em solos onde o principal fator limitante é o nitrogênio e não conhecemos os padrões em ecossistemas com limitação de fósforo. “Isso indicaria que as florestas da Amazônia não poderão absorver mais carbono no futuro”, alerta o pesquisador.

Em outro estudo deCiência, publicado em janeiro passado, o cientista Jonathan A. Bennett da University of British Columbia enfocou o relacionamento de 550 populações de 55 espécies de árvores norte-americanas. Sua equipe coletou sementes e mudas das espécies dominantes na área, bem como amostras de solo próximo às árvores mais antigas.

“A hipótese principal era que os espécimes adultos, tendo crescido por décadas no mesmo local, estabeleceram muitas interações com outros organismos do solo, incluindo fungos micorrízicos e patógenos”, diz o pesquisador americano.

Os resultados confirmaram isso: as redes de ectomicorriza eram mais grossas quanto mais perto estavam de um espécime idoso. “Isso gera uma espécie de vagem ao redor de cada semente, uma espécie de armadura com a qual os fungos protegem as pequenas raízes das mudas dos patógenos”, conta o especialista ao Sinc.

O 'mercado' entre plantas e fungos

No entanto, apesar da importância das redes que ligam plantas e fungos, os cientistas ainda não sabem ao certo como o comércio de nutrientes entre eles é regulado. Para Marcel van der Heijden, ecologista da Universidade de Utrecht (Holanda), não se trata de transferências mútuas, ou seja, beneficiam os dois participantes igualmente, nem está claro qual espécie domina as trocas.

“É impossível abordar toda a gama de interações que ocorrem nas redes de simbiose arbuscular na natureza, mas parece que nem todas respondem à dinâmica do mercado biológico”, afirma o holandês, que se refere a uma perspectiva semelhante à econômica, em que os fungos forneceriam mais nutrientes às plantas, o que por sua vez forneceria a elas mais carbono.

“Em nossa revisão de estudos sobre micorrizas arbusculares, concluímos que tanto as plantas quanto os fungos podem regular a liberação de recursos e favorecer um ou outro simbionte”, aponta Van der Heijden em estudo publicado naPlantas Naturais em que cinco dinâmicas de troca diferentes foram estabelecidas, que vão desde o parasitismo até a identificação da planta de seu parceiro mais benéfico.

“Na simbiose, não só o carbono é trocado por fósforo ou nitrogênio, mas os fungos também fornecem às plantas outros nutrientes, como cobre, ferro ou zinco, e compostos químicos para resistir a situações de estresse, como ataque de patógenos ou secas.”, Afirma o cientista.

Nem toda a comunidade científica concorda
nas últimas interações das plantas

Mas nem toda a comunidade científica acaba concordando com as últimas interações apontadas pelos holandeses. A ideia de que as plantas são capazes de enviar sinais de alarme ou ajuda a seus pares suscita muitas dúvidas. No entanto, existem estudos que apontam para isso.


Enviando sinais de alarme

Um deles é o publicado emFronteiras na ciência vegetal por Ren Sen Zeng, engenheiro agrônomo da Fujian Agricultural University, China. A equipe de Zeng cultivou pares de tomateiros em vasos. Em algumas amostras, as plantas puderam formar redes micorrízicas, enquanto em outras essa simbiose foi limitada.

Quando as teias fúngicas terminaram de se formar, as folhas de uma planta de cada par foram pulverizadas comAlternaria solani, um fungo que causa a doença bacteriana em lavouras agrícolas. Para evitar que as plantas interagissem com outros compostos químicos do meio ambiente, elas foram cercadas por sacos plásticos hermeticamente fechados.

Após 65 horas, Zeng infectou a planta sadia de cada par, mas os espécimes presos a uma rede micorrízica apresentavam resistência ao fungo, sendo menos propensos a adoecer; E quando o fizeram, os níveis de estresse foram significativamente mais baixos.

Outra pesquisa semelhante à de Zeng é realizada por uma equipe de cientistas da Universidade de Aberdeen (Escócia), liderada por David Johnson. Para seu estudo, publicado emInsights e perspectivas, Foram selecionadas favas, plantas que também se associam com redes de fungos arbusculares.

Algumas amostras foram expostas a pulgões, espécies de insetos cujas pragas são uma ameaça para as colheitas agrícolas e florestais e para a jardinagem. No estudo, esses organismos se alimentaram das folhas da fava que conseguiram acessar. “Aqueles que estavam conectados através do micélio (massa de hifas do fungo) excretavam defesas químicas contra pulgões, enquanto aqueles que não estavam conectados não podiam reagir”, destaca Sinc Johnson.

Assim, as florestas atuam como um organismo, uma enorme estrutura que se articula sob o solo por meio de uma rede na qual interage um destacado elenco de atores invisíveis ao olho humano, mas que podem determinar o futuro do clima. Compreender seu funcionamento é o desafio que a ciência ainda enfrenta

As plantas enviam mensagens pelo ar?

As espécies de plantas não recebem estímulos apenas por meio de suas raízes. “Foi constatado que as plantas detectam compostos orgânicos voláteis (COVs) com receptores químicos em suas folhas, que por sua vez transmitem sinais que acabam provocando alterações na expressão gênica”, afirma Josep Peñuelas, pesquisador do CSIC do Centro de Pesquisa Ecológica e Aplicações Florestais (CREAF).

“As plantas e outros organismos ao longo da evolução desenvolveram uma espécie de linguagem, vias bioquímicas, que utilizaram para se comunicar e agir em decorrência da mensagem recebida”, diz o cientista, que dá como exemplo a variação de suas emissões. , quando a planta é pulverizada com antibióticos.

Peñuelas destaca como as interações mais evidentes aquelas que ocasionam a troca de CO2 e água. “Mas as emissões de VOCs são dadas às centenas, com implicações ambientais sem as quais o funcionamento geral da biosfera não é compreendido”, acrescenta. Um exemplo disso é a polinização de flores, cujos tecidos emitem esses compostos para atrair a atenção dos insetos que irão carregar seu pólen.

Agência SINC


Vídeo: A vida secreta das plantas - futuris (Junho 2022).


Comentários:

  1. Brice

    É condicionalidade

  2. Qaseem

    Acho que você vai permitir o erro. Posso defender minha posição. Escreva-me em PM.

  3. Landrey

    Eu te parabenizo, o excelente pensamento te visitou

  4. Duggan

    O que é para você uma cabeça veio?



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