Aprendendo a linguagem dos arbustos

Usando códigos moleculares, as plantas pedem ajuda, afastam os insetos e se salvam.




O entomologista Richard Karban sabe como fazer o absinto falar. Para iniciar uma conversa, ele finge ser um gafanhoto ou um inseto - usa uma tesoura para cortar folhas em um dos arbustos. Além disso, cortar todas as folhas do arbusto não pode ser enganado. Portanto, ele corta muitos pedaços ao longo da borda do lençol - "muitas pequenas mordidas".

Alguns meses depois, Carban, professor da Universidade da Califórnia, em Davis, estudando as comunicações de proteção das plantas, retorna ao mato e estuda suas folhas, muitas das quais são danificadas por gafanhotos ou besouros reais. No entanto, a uma distância de 50 a 60 cm dos galhos cortados por eles, as folhas não foram afetadas pelas picadas de insetos famintos. Isso ocorre porque as incisões de Karban convenceram as chapas danificadas de que estavam sendo atacadas e enviaram alarmes químicos ao ar. As folhas vizinhas interceptaram e decifraram as mensagens de código e começaram a preparar sua defesa contra os besouros.

Se as plantas parecem silenciosas para nós, é porque não prestamos atenção às conversas - estamos apenas começando a decifrar seus criptogramas. As plantas emitem constantemente códigos no ar, o que os ajuda a se proteger de insetos e outras ameaças e, em alguns casos, serve como um aviso aos vizinhos. Além disso, as plantas podem enviar sinais SOS para obter ajuda e chamar predadores que se alimentam de insetos.

As plantas falam usando códigos químicos - moléculas contendo carbono, substâncias orgânicas voláteis (VOC). Os VOCs são caracterizados pela facilidade com que se elevam no ar e são bastante diversos: somente as plantas produzem mais de 30.000 espécies. Alguns VOCs dão um cheiro familiar de flores ou plantas. Outros são emitidos apenas em resposta a um efeito específico. Apenas alguns segundos após o dano, as plantas liberam substâncias voláteis folhosas, que também podemos corrigir - por exemplo, como o cheiro de um gramado recém-cortado.

As pessoas não recebem nenhuma informação especial de pessoas com deficiência. Mas as ondas de moléculas produzidas pela planta transmitem pacotes de mensagens criptografadas. E, como qualquer sinal transmitido, os "histogramas" podem ser recebidos, descriptografados, espionados e até distorcidos.

As plantas enviam COV em resposta a danos físicos ou a substâncias químicas da saliva, vômitos ou líquidos ao redor dos ovos dos insetos. As picadas de insetos podem ativar hormônios vegetais, como ácido jasmônico , etileno ou ácido salicílico , que aumentam a atividade dos genes protetores das plantas. Esses hormônios também podem ser liberados como VOCs para evitar outras folhas e galhos da planta, bem como vizinhos da comunidade da planta. Em particular, diz Carban, o jamsonato de metila - a forma volátil do ácido jasmônico - parece "bastante poderoso". Ele também descobriu que essa comunicação é mais eficaz para plantas geneticamente idênticas - aquelas que crescem a partir dos mesmos arbustos. E quando Karban colocou sacos plásticos nas folhas cortadas de absinto e amarrou-os para que os COV não pudessem se espalhar, as folhas e as plantas vizinhas mais próximas a eles não aumentaram seu grau de proteção.

As mensagens de COV podem ser para si ou para seus parentes, mas plantas de outras espécies às vezes podem interceptá-las. A ansiedade do absinto pode causar uma reação protetora no tomate e no tabaco, embora não se saiba quantas plantas podem quebrar os sinais de outras espécies.

Além disso, os cientistas dizem que as plantas nem sempre querem que seus gritos sejam ouvidos. "Não é do interesse da fábrica dizer ao seu vizinho que está sendo atacada", diz Emmy Trowbridge, um pós-doutorado da Universidade de Indiana em Bloomington. As plantas vizinhas competem entre si e alertar um vizinho significa ajudá-lo a sobreviver, enquanto o bom samaritano pode ser invadido por insetos. Então, por que as plantas ainda gritam? Parte do fato é que é inevitável: as “armas químicas” que as plantas usam para deter insetos inevitavelmente vazam no ar, porque são voláteis - portanto, outras plantas aprenderam a espioná-las como resultado da evolução. Como insetos predadores, eles sintonizam seus receptores para pedir o jantar. Macieiras que mastigam ácaros enviam mensagens que atraem outros ácaros que comem insetos atacando a planta. Quando as moscas sentam seus ovos em agulhas de pinheiro, os COVs das árvores atraem parasitas de vespas que matam ovos. O tabaco, que as mariposas traçam, mastiga, causa vespas de cauda vermelha, parasitas que depositam ovos dentro do corpo de lagartas, que são comidas de dentro pelas larvas.

E embora plantas e insetos tenham evoluído para trocar essas mensagens químicas, as pessoas estão apenas começando a decifrar seu código. "Não sabemos como esses produtos químicos são percebidos", diz Trowbridge. Os pesquisadores não entendem como as plantas coletam COV do ar e qual deve ser sua concentração reconhecível. Eles não sabem se as moléculas são absorvidas da superfície da folha ou através dos poros, estômatos . Mas eles sabem que "ouvir" as plantas não deve apenas receber, mas também descriptografar a mensagem, a fim de desencadear uma reação química protetora. "Apenas o fato de uma planta poder absorver um produto químico não significa nada", diz Trowbridge. Se o sinal interceptado não puder ser decodificado, não ajudará.

Além disso, as mensagens podem ser codificadas em uma combinação de várias moléculas. "O buquê produzido pelo corte do absinto contém centenas de produtos químicos que podem ser medidos", diz Karban. Ele coleta COV em sacos plásticos cheios de fibras absorventes e os analisa em um cromatógrafo a gás. Mas, diz ele, "definir os ingredientes ativos é muito difícil". Chris Jeffrey, especialista em química orgânica e química ambiental da Universidade de Nevada, acredita que, para entrar na criptografia de plantas, os cientistas precisam decifrar a química de ecossistemas inteiros. "Você encontra uma mistura muito complexa de moléculas", diz ele, comparando esse fenômeno ao nosso olfato. "Não que uma molécula cause uma reação."

Por que precisamos decifrar códigos de plantas? Por exemplo, eles nos ajudarão a entender como as plantas responderão às mudanças climáticas. Os cientistas alertam que essas mudanças podem atrapalhar as comunicações e desestabilizar os ecossistemas. Alguns sinais serão amplificados, enquanto outros serão abafados ou não detectados.

“A volatilidade depende da temperatura”, diz Trowbridge, portanto, em um planeta em aquecimento, os COV podem mais facilmente se encontrar no ar. Altas temperaturas também podem aumentar a atividade das enzimas produtoras de COV. Por outro lado, as plantas que tentam sobreviver em uma seca comprimirão os estômatos para não perder líquidos. As folhas fechadas dos estômatos absorvem menos dióxido de carbono necessário para produzir COV. Com a comunicação reduzida de COV, as plantas podem não reconhecer alarmes e se tornar mais vulneráveis ​​aos insetos, ou sucumbir completamente a eles, argumenta Trowbridge. Porém, com um excesso de VOCs, as populações de plantas podem começar a se proteger muito bem e os insetos começarão a procurar outras fontes de alimentos, destruindo outras espécies de plantas, o que mudará os ecossistemas.

Então, da próxima vez que você apreciar o silêncio do jardim sozinho, lembre-se de que esse silêncio é ilusório. Há todo um coro de gritos - se você pudesse ouvi-los.

Source: https://habr.com/ru/post/pt415671/


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