Uma equipa de investigação da Universidade de Kobe do Japão e de outras instituições divulgou recentemente os últimos resultados, centrados num tipo de planta exótica que vive quase inteiramente no subsolo - Balanophora, revelando como estas plantas que há muito abandonaram a fotossíntese, e algumas espécies quase já nem sequer se reproduzem sexualmente, ainda sobrevivem e se espalham com sucesso nos ecossistemas naturais.
O estudo apontou que a planta cobra não depende dos cloroplastos para a fotossíntese para obter energia como as plantas típicas. Em vez disso, atua como uma planta parasita, inserindo seus haustórios profundamente nas raízes de outras plantas e absorvendo diretamente os nutrientes fornecidos pelo hospedeiro. Ele se esconde no sub-bosque escuro e úmido na maior parte do tempo e apenas "aparece" brevemente durante a época de floração. Ainda mais extremo, algumas destas espécies recorreram quase inteiramente à reprodução assexuada, continuando as suas populações apenas a partir de sementes que se formam sem fertilização.
Kenji Suetsugu, botânico da Universidade de Kobe, disse que seu objetivo de longo prazo é “repensar o verdadeiro significado do conceito de ‘planta’”. Portanto, ele é particularmente fascinado pelas plantas que abandonaram a fotossíntese. Ele espera esclarecer, através do estudo das cobras-cobra, quais mudanças profundas ocorreram no genoma, na estrutura celular e nos métodos de reprodução das plantas durante esse dramático processo de evolução.
Um dos núcleos deste estudo é a primeira integração sistemática da relação filogenética, evolução do genoma dos plastídios e a correspondência entre suas estratégias reprodutivas e as condições de habitat da cobra-cobra. A equipa de investigação destacou que, embora no passado trabalhos esporádicos se tenham centrado na redução do genoma, na adaptação ecológica ou nos métodos de reprodução, estas três pistas não foram examinadas exaustivamente sob o mesmo quadro.
Os investigadores acumularam um grande número de amostras ao longo de anos de trabalho de campo em florestas montanhosas íngremes e húmidas e confiaram na cooperação a longo prazo com observadores da natureza locais. Ao mesmo tempo, eles colaboraram com equipes de pesquisa especializadas em genomas altamente reduzidos da Universidade de Pós-Graduação do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa e de outras instituições para concluir a análise da filogenia e do genoma plastidial de múltiplas espécies de fungos de cobra. Os resultados mostram que todas as espécies testadas possuem genomas de plastídios extremamente “finos”, e essa “minimização” ocorreu durante o ancestral comum deste grupo e posteriormente diferenciado em diversas espécies existentes.
Superficialmente, esses plastídios parecem estar à beira de "desaparecer", mas análises posteriores descobriram que um grande número de proteínas ainda são sintetizadas e transportadas para os plastídios, indicando que embora a função fotossintética esteja completamente abandonada, os plastídios ainda desempenham um papel fundamental no processo metabólico e ainda são uma das estruturas centrais indispensáveis nas células vegetais. Portanto, a equipe de pesquisa acredita que a cobra-cobra mostra um exemplo extremo de “reter as funções metabólicas essenciais do plastídio sob a premissa de comprimir ao máximo o genoma”, o que fornece pistas importantes para a compreensão da fronteira entre a retenção e a perda das funções das organelas vegetais.
Diferente da perda geral da fotossíntese, o estudo descobriu que a capacidade de reprodução assexuada é uma característica que evoluiu independentemente várias vezes na cobra-cobra. A equipa especula que a capacidade de formar sementes diretamente assexuadamente na ausência de polinizadores ou de indivíduos parceiros pode ter desempenhado um papel fundamental na propagação inicial deste táxon, permitindo-lhe abranger uma série de ambientes insulares e montanhosos desde Honshu, no Japão, passando por Okinawa até Taiwan.
Kenji Suetsugu destacou que sua pesquisa sobre polinização de cabeças de cobra e dispersão de sementes na última década descobriu que artrópodes aparentemente “discretos”, como grilos de camelo e baratas, desempenham um papel inesperadamente importante na polinização e dispersão. No entanto, em ambientes onde os polinizadores são raros ou os indivíduos estão extremamente dispersos, a frutificação assexuada muitas vezes torna-se um mecanismo de "reserva" para garantir o sucesso reprodutivo, e gradualmente evoluiu para o principal ou mesmo quase único método de reprodução em algumas espécies.
O estudo, intitulado "A genômica filogenética esclarece a história evolutiva da cobra-cobra, a retenção metabólica de plastídios reduzidos e a origem da apomixia obrigatória", foi publicado na revista botânica "New Phytologist". O artigo não apenas fornece uma nova perspectiva para a compreensão de como as plantas parasitas não fotossintéticas mantêm as funções das organelas, se adaptam a nichos ecológicos e otimizam as estratégias reprodutivas, mas também é considerado uma base importante para uma análise mais aprofundada do mecanismo de interação entre as plantas parasitas e seus hospedeiros.
Kenji Suetsugu disse que para pessoas como ele, que acompanham essas plantas subterrâneas em florestas escuras e úmidas há muito tempo, é de especial significado ver sua "história" gradualmente reunida no nível do genoma. O próximo passo da pesquisa será tentar combinar esses resultados genômicos com medições específicas do metabolismo bioquímico para descobrir quais metabólitos os plastídios das cobras produzem e como esses produtos os ajudam a crescer dentro do sistema radicular do hospedeiro e a manter um estilo de vida parasitário.
Compilado de /ScitechDaily