Tomates faladores e lagartas esfomeadas: Cientistas desvendam segredos sobre comunicação entre plantas

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As plantas podem fazer coisas espantosas. Como se não bastassem as maravilhas da fotossíntese - que produz oxigénio a partir do sol para permitir praticamente toda a vida na Terra -, as pessoas têm colaborado com as plantas em alguns projetos alucinantes.

Os cientistas ensinaram os espinafres a enviar e-mails, geraram eletricidade a partir de arbustos e descobriram como as plantas ensinam os seus descendentes a adaptarem-se às alterações climáticas.

Mas algumas das coisas que os humanos estão a fazer às plantas estão também a limitar os seus poderes, como mostra um novo estudo sobre tomates.

Os investigadores da Universidade de Illinois Urbana-Champaign investigaram o que acontece quando os tomates são visitados por "amigos" e "inimigos" - micróbios benéficos do solo e lagartas. 

Os seus resultados levam-nos a conhecer melhor o estilo de comunicação de uma das espécies mais saborosas do mundo.

Esther Ngumbi, professora assistente de biologia integrativa na universidade e coautora do recente estudo, acredito no "evangelho da química das plantas".

"As pessoas tendem a pensar que as plantas não são inteligentes, mas os nossos estudos mostraram que elas respondem ativamente ao ambiente que as rodeia utilizando a química", afirma.

Como comunicam as plantas?

A química das plantas, acrescenta Ngumbi, é a linguagem que as plantas utilizam para comunicar. Assume a forma de compostos orgânicos voláteis (COV) que as plantas produzem para influenciar o mundo exterior.

Os COV podem ser enviados pelas plantas por várias razões: sinalizar um ferimento, preparar as suas defesas ou avisar-se mutuamente de ameaças no ambiente. Por vezes, os seres humanos também conseguem captar estes sinais - por exemplo, ao sentir o cheiro da relva cortada.

Estas mensagens químicas também podem ser utilizadas para recrutar micróbios benéficos para o solo que ajudam as plantas a crescer, como os fungos micorrízicos arbusculares (FMA). Ou para dizer aos predadores de insetos que há uma praga a mastigar as suas folhas e que ela quer que desapareça.

"Quando uma lagarta mastiga uma folha, a planta envia um sinal que chama os predadores da lagarta. É como um cartaz que lhes diz onde está o almoço", explicou Erinn Dady, outro coautor do estudo, à equipa do Instituto Carl R. Woese de Biologia Genómica.

Uma vez que não podem fugir do perigo, este tipo de luta química dá às plantas a melhor hipótese de sobrevivência. Compreender os fatores que afetam as emissões de COV ajuda-nos a ajudá-las.

Herdeiros vs híbridos: O que nos estão a dizer os tomates?

Com base na investigação que analisa a forma como os micróbios do solo ou as lagartas podem influenciar os COV, os investigadores quiseram examinar o impacto coletivo de amigos e inimigos.

Para alargar o campo de estudo, não se limitaram aos tomates cultivados industrialmente e testaram quatro variedades diferentes habitualmente cultivadas por pequenos agricultores do Illinois. Foram escolhidos dois híbridos, Mountain Fresh e Valley Girl, e duas variedades orgânicas, Amish Paste e Cherokee Purple.

Para estas quatro variedades, os investigadores compararam as reações das plantas deixadas em paz com as expostas ao FMA, às lagartas ou a ambos. As plantas com oito semanas de idade foram envolvidas durante uma hora num saco de forno bloqueador de odores, para reter os COV que libertavam. O ar foi depois analisado quanto aos seus diferentes componentes químicos.

Os resultados foram... um pouco confusos. Adicionados separadamente, o FMA e as lagartas diminuíram as emissões voláteis das quatro variedades de plantas. Quando ambos estavam presentes, as emissões não se alteraram muito. 

Não é totalmente claro porque é que os fungos benéficos diminuíram os COV e porque é que as plantas não reagiram melhor às lagartas mastigadoras.

Uma descoberta fundamental é o facto de os tomates híbridos emitirem menores quantidades de COV em comparação com os seus vizinhos de herança.

"Os tomates da variedade tradicional - os tomates grandes e sumarentos que todos adoramos - são criados para dar sabor. Entretanto, os híbridos são cultivados para produção convencional em grande escala, o que tem um custo para a planta", diz Ngumbi.

"O nosso trabalho sugere que estamos a comprometer as defesas das plantas através dos nossos processos de criação".

Plantas roídas por lagartas cresceram mais

Os testes com tomates produziram mais um resultado desconcertante que levou os investigadores a uma nova linha de investigação.

Mediram também o crescimento das plantas acima do solo e no solo. Sem surpresa, as plantas com associações de fungos desenvolveram mais folhas e estruturas radiculares mais complexas. Mais uma prova de como os fungos podem ser incríveis e cooperativos.

"Os FMA formam parcerias em mais de 80% das plantas terrestres, estabelecendo um comércio em que os fungos extraem nutrientes do solo em troca de carbono das plantas", explica Dady. 

"Descobrimos que, especialmente na Cherokee Purple, os FMA podem conferir benefícios adicionais, incluindo maior crescimento e maior emissão de COV".

As plantas tratadas com lagartas também tiveram maior crescimento. "Estas plantas tinham mais biomassa tanto nas raízes como acima do solo, o que parece contra-intuitivo porque foram ativamente comidas. Presumiria que teriam menos biomassa", disse Dady.

"É possível que as lagartas tenham despoletado uma resposta de crescimento, semelhante à forma como se poda uma árvore para a fazer produzir novo crescimento".

Ngumbi também especulou que as plantas poderiam não se ter incomodado com o número de lagartas, e por isso continuaram a crescer. Ou que as lagartas não estavam suficientemente esfomeadas para causar danos reais.

"Há muita coisa a ar-se nos bastidores que ainda não compreendemos", acrescentou Dady, e muitas outras pistas de diálogo que os investigadores poderão detetar.