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As plantas tem identidade própria e parecem saber disso

As plantas são organismos sésseis. Esta é a definição mais básica de um vegetal, e pode-se dizer que a forma como as plantas interagem como o ambiente, ou de forma mais ampla, a forma como elas vivem, decorre da impossibilidade de se locomover de um local para outro. Justamente por isso, as implicações do estilo de vida séssil são muito bem estudadas e discutidas na literatura científica referente ao tema. No entanto, há uma questão que só mais recentemente, nas últimas décadas, tem chamado a atenção dos cientistas. As plantas são capazes de se auto reconhecerem? É isso mesmo! Será que elas têm algum nível de percepção da própria identidade e das outras plantas que estão no seu entorno?


Sabemos que as plantas buscam ativamente por recursos tanto abaixo como acima do solo. Eles fazem essa busca por meio do crescimento das suas raízes para encontrar locais com maior disponibilidade de nutrientes e água. O mesmo ocorre acima do solo, as folhas e ramos crescem mais ou menos em função da disponibilidade de luz. Agora imagine um cenário natural onde várias plantas crescem juntas. Naquele emaranhado de raízes de várias plantas, será que os indivíduos são capazes de diferenciar as suas raízes das de suas vizinhas? E mais do que isso, será que há reconhecimento parental? Pois é! Há pesquisadores no mundo inteiro interessados em responder a estas perguntas.


Imagem: http://www.ihu.unisinos.br/42-noticias/comentario-do-evangelho/569521-tempo-das-raizes


Vejam alguns dos resultados que estes estudos têm trazido


Um dos primeiros estudos publicados sobre este assunto foi realizado por Mahall e Callaway, ainda na década de 1990. Os pesquisadores examinaram a resposta das raízes dos arbustos do deserto, Ambrosia dumosa, quando crescendo na presença de raízes da mesma planta, com raízes de uma planta diferente da mesma população, e raízes de um clone. Eles verificaram que o crescimento das raízes dos arbustos do deserto era inibido se encontrasse uma raiz de um indivíduo diferente ou de um clone, mas não quando encontrasse raízes da mesma planta (Mahall e Callaway, 1992). Em experimentos posteriores, ficou evidente que Ambrosia dumosa não reconhece raízes de um genótipo diferente (população diferente), portanto, o auto/não-reconhecimento ocorre somente com plantas intimamente relacionadas (Mahall e Callaway, 1996).


Outro trabalho que merece destaque nessa área foi conduzido por Dudley e File (2007). Eles relataram que a planta exibia reconhecimento parental. Quando cultivadas em vasos com plantas estranhas (plantas da mesma espécie, mas cultivadas a partir de sementes coletadas de diferentes plantas-mãe) haviam uma maior produção de raízes do que àquelas cultivas com plantas que era proveniente de sementes coletadas da mesma planta mãe.


Imagem: MAINA, G.G.; BROWN, J. S.; GERSANI, M. Plant Ecology, 160: 235-247 (2002).


As plantas interagem com outras espécies de plantas através de uma variedade de mecanismos, como a alelopatia, quando um indivíduo tem influência sobre o outro, seja de forma benéfica ou não, como no caso de uma planta secretar um produto químico no solo para impedir o crescimento ou matar outra planta. Broz et al. (2010) mostraram que os processos bioquímicos são altamente importantes para promover a capacidade das plantas de reconhecer e responder a outros organismos. Os autores observaram que Centaurea stoebe, uma erva invasora exótica, pode alterar sua estratégia defensiva em resposta a diferentes plantas vizinhas, aumentando a produção de metabólitos secundários de defesa diante de plantas da mesma espécie (que possivelmente competiria pelos mesmos recursos) e diminuindo a produção desses mesmos compostos quando crescendo com plantas de espécies diferentes.


O auto-reconhecimento e o reconhecimento parental são vantajosos?


A vida no ambiente natural pode ser dura e a capacidade de reconhecer parentes pode dar a um organismo uma vantagem para sobreviver e se reproduzir. Seria muito benéfico para as plantas reconhecerem seus parentes versus não parentes em situações como alertar parentes de ataque de herbívoros ou patógenos, impedir a competição por recursos entre parentes ou recrutar bactérias ou fungos benéficos.


O assunto é polêmico na comunidade científica, especialmente porque as pesquisas relacionadas ao tema geram resultados muitas vezes contraditórios. Há discussão inclusive, com relação aos métodos utilizados para realizar os experimentos, se seriam os mais adequados ou não. Para Biedrzycki e Bais, que escreveram uma revisão sobre o tema, intitulada Kin recognition in plants: a mysterious behaviour unsolved (Reconhecimento parental em plantas: um comportamento misterioso não resolvido – em tradução livre), há muitos exemplos de que as plantas participam ativamente da construção de suas comunidades. E que é preciso considerar que assim como em animais, e até em micróbios, nos quais a diversidade do reconhecimento parental é enorme, pode ser assim também com as plantas.


Talvez a busca por padrões de respostas que se repitam, seja uma barreira para o avanço do conhecimento na área porque a interação entre os indivíduos pode variar enormemente de acordo com as condições ambientais, a disponibilidade de recursos e evidentemente, a identidade dos envolvidos.


Texto escrito por Francynês da C. O. Macedo


Referências

Biedrzycki, M. L.; Bais, H. P. Kin recognition in plants: a mysterious behaviour unsolved. Journal of Experimental Botany, 61, 2010, p. 4123–4128.

Broz, A. K., Broeckling, C. D., De-la-Pena, C., Lewis, M. R., Greene, E., Callaway, R. M., Sumner, L. W., Vivanco, J. M. Plant neighbour identity influences plant biochemistry and physiology related to defence. BMC Plant Biology, 10, 2010, p. 115–119

Dudley, S. A; File, A. L. Kin recognition in an annual plant. Biology Letters, 3, 2007, p.435–438.

Mahall, B. E., Callaway, R. M. Root communication mechanisms and intra-community distributions of to Mojave Desert shrubs. Ecology, 73, 1992, p. 2145–2151.

Mahall, B. E., Callaway, R. M. Effects of regional origin and genotype in intraspecific root communication in the desert shrub Ambrosia dumosa (Asteraceae). American Journal of Botany, 83, 1996, p. 93–98


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