O aprendizado altera a anatomia do tecido

Em animais, a aprendizagem consiste no processo de aquisição de conhecimentos e habilidades mediados por estímulos externos (sinais do ambiente) e internos (neurotransmissores e/ou hormônios), formando redes de conexões neurais. Quanto mais se aprende, mais conexões neurais são formadas. Essa característica se deve a plasticidade cerebral do sistema nervoso que é capaz de alterar o funcionamento do sistema motor e perceptivo baseado em mudanças no ambiente, através da conexão e (re) conexão das sinapses nervosas organizando e armazenando as informações dos estímulos.

Nas plantas, o processo de aprendizagem é semelhante aos animais, como já descrito no texto “As plantas são seres inteligentes?” aqui no Blog. As plantas são capazes de reunir informações sobre o ambiente e atualizar continuamente essas informações, tomando decisões que conciliem o seu bem-estar com o ambiente. Isso acontece em função de uma sofisticada rede de sinalização presente nas células, onde as informações sobre o ambiente são sentidas por receptores de membranas, sendo reproduzidas para outras células, para a geração da resposta ao sinal (Trewavas 1999; Calvo et al., 2017; Trewavas 2017).

Como as plantas aprendem sobre o ambiente?

Essas informações podem ser passadas para outros tecidos contribuindo para avaliação de toda planta. O fluxo de informação causado pelo estímulo externo até a geração da resposta representa uma forma de aprendizagem celular. Desse modo, caso o organismo passe por condições semelhantes, o sinal desencadeado pela célula é reconhecido, e a planta conseguirá expressar de forma mais rápida a resposta, conferindo o reforço de aprendizagem. A planta também pode avaliar os custo e benefícios deste fluxo de informação para se proteger de alterações ambientais futuras, modelando sua morfologia, anatomia e fisiologia, garantindo um comportamento futuro que beneficie toda a planta.

Exemplos de adaptações em plantas:

O cacto, por exemplo, é uma planta que se adaptou a longo prazo em ambientes de menor disponibilidade hídrica no solo e maior incidência luminosa. De acordo com as características deste ambiente o fluxo de informações induz uma resposta de plasticidade (sugerida como um mecanismo adaptativo que permite às plantas responderem de maneira ideal à heterogeneidade ambiental) modulando alterações em sua morfologia para que sejam capazes de sobreviver nestas condições. A redução da área foliar, controle estomático durante boa parte do dia e o aumento da camada de cera no caule e nas folhas, são exemplos de adaptações que permitiram que estas plantas evitassem a perda de água para o ambiente (Sandquist 2014).

Figura 1. Interação da planta com o ambiente. Fonte: http://tlf.dlr.det.nsw.edu.au/learningobjects/Content/L3080/object/12b1.html

Outro exemplo de comportamento adaptativo futuro pode ser visualizado em plantas expostas a alta luminosidade. A quantidade e a qualidade da luz são percebidas ativamente por fitocromos (pigmentos proteicos envolvidos em diversos processos de desenvolvimento em plantas como a floração e germinação de sementes) presentes na membrana celular, a sinalização e transdução dessas informações é transmitida por toda planta, permitindo uma previsão futura do ambiente (Franklin et al, 2004). A modificação anatômica de folhas novas que serão formadas e expostas a esta mesma condição ambiental é um exemplo de comportamento adquirido em função da aprendizagem celular (Trewavas 2017). Estas folhas vão ter maior espessamento do mesofilo, com células mais alongadas e/ou várias camadas de células formando o tecido paliçádico para melhor aproveitar a luminosidade incidente. Folhas mais espessas em um ambiente de alta intensidade luminosa confere maior capacidade fotossintética (Vialet-Chabrand et al., 2017).

Por seu estilo de vida séssil, a alta capacidade de aprendizagem das plantas permite ajustar o metabolismo e, de forma otimizada, explorar o ambiente. Além de auxiliar na proteção contra alterações futuras do ambiente que podem prejudicar seu crescimento e desenvolvimento.

Texto escrito pela Fábia Barbosa

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