Em breve, plantas poderão “falar” e “ouvir” os agricultores

Os investigadores do Center for Research on Programmable Plant Systems (CROPPS) da Universidade de Cornell deram um grande passo no sentido de tornar possível a comunicação com as plantas.

Numa descoberta que oferece novas possibilidades para o desenvolvimento de plantas que não só "falam" com as pessoas, mas respondem a sinais ambientais específicos, o último estudo de uma equipa do CROPPS desvenda a forma como as plantas sinalizam internamente o stress.

No interior de cada planta, a pressão negativa retém a água nos seus caules, raízes e folhas. Este equilíbrio mantém-nas saudáveis, especialmente em condições de seca.

Quando os fatores de stress perturbam esta pressão, desencadeiam um movimento nos fluidos internos da planta, que transportam, então, sinais mecânicos e químicos por toda a planta, por forma a ajudar a restabelecer o equilíbrio.

Estamos a tentar construir um conhecimento fundamental para compreender como se processa a comunicação nas plantas.

Disse Vesna Bacheva, pós-doutorada associada do CROPPS e Schmidt Science Fellow, explicando que "a nossa estrutura fornece uma compreensão mecanicista do que conduz os sinais de um sítio para outro e explica como os sinais mecânicos e químicos se podem propagar".

Na perspetiva de Abe Stroock, professor de engenharia química e biomolecular, a trabalhar com Bacheva, este "é um passo em frente muito importante numa área que é surpreendentemente incipiente em termos de verdadeira compreensão mecanicista".

 

Cientistas poderão compreender as necessidades das plantas

Há muito que os cientistas discutem a forma como as plantas enviam sinais de socorro. Alguns acreditavam que utilizavam hormonas ou substâncias químicas, ao mesmo tempo que outros pensavam em forças mecânicas. Até agora, contudo, não havia uma resposta clara.

Assim sendo, a equipa de Cornell desenvolveu um modelo preditivo que explica como as alterações de pressão dentro de uma planta podem transmitir sinais mecânicos e químicos.

O seu trabalho mostra que o sistema vascular da planta - uma série de tubos pressurizados - desempenha um papel fundamental.

Quando uma planta é ferida, por exemplo, quando uma lagarta mastiga uma folha, a pressão altera-se. Esta mudança pode causar um fluxo maciço de água que transporta químicos de stress para partes distantes da planta.

Estes químicos podem, por exemplo, levar a planta a produzir um ácido tóxico que afasta os insetos.

Além de transportar químicos, as alterações de pressão podem, também, abrir canais mecanossensíveis perto da vasculatura da planta.

Quando estes canais se abrem, libertam iões como o cálcio. Um pico de cálcio, conhecido como fluxo de cálcio, pode desencadear a ativação de genes de defesa.

As descobertas da equipa sugerem um sistema coordenado em que as forças mecânicas e os sinais químicos trabalham em conjunto, dando aos cientistas novas ferramentas para refletir sobre a forma de melhorar as defesas naturais das plantas.

Estamos a tentar desenvolver plantas que nos digam o que estão a sentir no momento.

Explicou Bacheva, conforme citado, cujos organismos experimentais podem mudar de cor quando têm sede ou brilhar sob luzes especiais quando estão sob stress.

No futuro, os sistemas poderão permitir aos agricultores enviar sinais às suas culturas. Por exemplo, um agricultor poderia alertar as plantas para as condições de seca que se aproximam, levando-as a racionar a água.

Segundo Stroock, "estamos num ponto em que estamos a investigar simultaneamente a biologia molecular, a biofísica, o design de engenharia e a integração para a realidade agronómica com conceitos e tecnologias totalmente novos".

 

"Ouvir" as plantas pode ser uma vantagem enorme

A capacidade das plantas para enviar e receber sinais abre possibilidades interessantes para a agricultura.

De facto, se as plantas puderem dizer aos agricultores exatamente quando precisam de ajuda, poderão proporcionar culturas mais saudáveis e menos desperdício de recursos.

Além disso, os agricultores poderão ser capazes de atuar mais rapidamente, regar de forma mais eficiente e protegê-las antes de os problemas se agravarem.

 

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