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Série Respostas das plantas ao estresse - Parte I: Conceituando estresse em plantas

Atualizado: há 4 dias


As plantas vivem em um ambiente dinâmico que por muitas vezes se torna estressante devido a mudanças na intensidade de estímulos ambientais que recebem. Para se proteger, as plantas são capazes de reunir informações sobre o ambiente e atualizar continuamente essas informações, conciliando o seu bem-estar com o ambiente. Diversos estudos têm demonstrado que as plantas respondem a estresses por meio de ajustes moleculares, bioquímicos, fisiológicos e morfoanatômicos para se adaptarem às condições impostas. Todos esses ajustes melhoram a tolerância das plantas ao estresse, além de manter a produtividade.


Para facilitar o foco das pesquisas, o estresse em plantas é dividido em dois grandes grupos de acordo com o tipo de interação ambiental que representam: o biótico, que resulta da interação com outros organismos, como ataque de patógenos, danos mecânicos por herbivoria, parasitismo e competição entre plantas; e o abiótico que incluem os parâmetros físicos do ambiente que influenciam diretamente o crescimento e desenvolvimento das plantas, como a temperatura, intensidade luminosa, disponibilidade de água, minerais (salinidade), CO2, umidade e agentes poluentes (Figura 1). O que determina se um determinado fator é estressante ou não para a planta é a sua quantidade e intensidade. Esta relação quantidade versus intensidade também é determinante para as respostas das plantas. Assim, um dano severo por um período curto de tempo, ou um dano leve a moderado por um período longo de tempo podem levar a respostas igualmente irreversíveis. No entanto, é importante destacar que a resposta ao estresse é absolutamente variável – entre espécies, organismos e até entre órgãos de um mesmo organismos.




Figura 1. Exemplos de estresses abióticos e bióticos em plantas. Figura adaptada fonte: Jorge et al., (2016) https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rsta.2015.0370


O conceito de estresse é amplo e encontram-se diversas definições na literatura. Mas de acordo com Schulze et al (2002), o termo estresse é usado para descrever desvios do tipo fisiológico normal, ou seja, reações a quantidades ou intensidades de fatores ambientais abaixo do ideal ou prejudiciais. Assim, fatores ambientais que desviam de uma quantidade ótima para a planta (tanto para o excesso quanto para a deficiência) são chamados de fatores estressantes. Outro importante conceito de estresse foi postulado por Levitt (1980), e é conhecido como o conceito físico de estresse, e pode ser explicado pela ilustração abaixo:




Figura 2. Conceito físico de Levitt (1980), adaptado de Schulze et al (2002).


Um corpo é deformado quando exposto a uma força (estresse). Essa deformação pode ser reversível, dependendo da intensidade, ou irreversível; ou ainda danificar permanentemente o sistema. Em sistemas biológicos, não há apenas uma fonte de tensão agindo, mas muitos fatores podem estar agindo conjuntamente. Além disso, é preciso considerar que para sistemas biológicos a quantidade de estresse é o produto da intensidade e duração do estresse, portanto, o fator tempo é fundamental.


Altas temperaturas, por exemplo, podem favorecer a fixação de O2 e a fotorrespiração, além de alterarem a cinética enzimática, ligação de proteínas e aumento da fluidez da membrana, desestabilizando a cadeia transportadora de elétrons e o gradiente de íons necessários para a fotossíntese. Plantas tolerantes a estas condições podem induzir a termoestabilidade das membranas, relacionada como a manutenção dos níveis de ácidos graxos e ainda a ativação de proteínas de choque térmico (HSPs) que detectam proteínas mal dobradas e regulam sua formação original. O estresse por herbivoria, por sua vez, pode danificar o tecido vegetal e abrir portas para o ataque de microrganismos patogênicos causadores de doenças. A propagação de sinais elétricos após o ataque de herbivoria tem sido proposto como um eficiente mecanismo de sinalização na geração de respostas de defesas locais e em folhas distantes ao ataque.


Por estarem em ambientes diversos, as plantas geralmente estão sob mais de um estresse ao mesmo tempo. As plantas podem fazer uso de muitos mecanismos de defesa integrados que respondam simultaneamente a esses diferentes tipos de estresse. Esta série especial vai mostrar para vocês pesquisas sobre respostas de plantas aos estresses abióticos e bióticos, variando de respostas moleculares a morfoanatomicas, passando também por moléculas de transdução de sinal, bem como sinais elétricos envolvidos na aclimatação da planta. Vamos mostrar também que a maioria dos estudos se concentram em uma única condição de estresse, enquanto que as plantas no ambiente natural são expostas a inúmeras combinações de estímulos.


Não deixe de acompanhar nossas postagens... Venha descobrir os avanços que foram feitos e, entender como as plantas são moldadas pelo ambiente e vice-versa!!




Referências:

Levitt, J. (1980). Responses of plants to environmental stresses, vol I. Academic Press, London.


Schulze, Eenst-Detlef.; Beck, E., Muller-Hohensteins, K.. Plant Ecology. Springer, 2002.


Jorge, T. F., Mata, A. T., & António, C. (2016). Mass spectrometry as a quantitative tool in plant metabolomics. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 374(2079), 20150370.


Mousavi, S. A. R.; Chauvin, A.; Pascaud, F.; Kellenberger, S.; Farmer, E. E. GLUTAMATE RECEPTOR-LIKE genes mediate leaf-to-leaf wound signalling.Nature, 500, pg. 422-426, 2013.

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