Sabe-se que as plantas possuem mecanismos de defesa através do ar desde a década de 1980. Recentemente, uma equipe de pesquisa japonesa não apenas demonstrou essa forma sutil de comunicação, mas também capturou visualmente como ela funciona.
Quando estressadas ou ameaçadas, as plantas “gritam” e liberam uma pequena substância volátil que permite que outras plantas saibam que algo está errado. Um novo estudo explica como funciona esse mecanismo de defesa e como as plantas verdes enviam mensagens de alerta por meio de compostos orgânicos voláteis (COV) específicos.
O estudo explica que plantas danificadas mecanicamente liberam compostos orgânicos voláteis que podem induzir diversas respostas de defesa em plantas vizinhas. Esta sinalização baseada em VOC foi projetada para proteger as plantas contra ameaças ambientais. No entanto, até agora, os mecanismos precisos de transdução sensorial de VOC permaneceram em grande parte desconhecidos.
Uma equipe especializada em biologia molecular da Universidade de Saitama, liderada por Yuri Aratani, desenvolveu um método de imagem inovador. Pesquisadores japoneses montaram uma bomba para transportar compostos orgânicos voláteis liberados por plantas feridas ou danificadas por insetos para plantas não danificadas e usaram microscopia de fluorescência para observar o processo contínuo de transferência de informações bioquímicas.
Os cientistas alimentaram lagartas (Spodopteralitura) para comer folhas de tomate e Arabidopsis thaliana, uma erva daninha mostarda comum. Os COV liberados foram então transferidos para uma segunda planta de Arabidopsis livre de insetos. As plantas foram geneticamente modificadas para expressar um biossensor fluorescente em suas células que apresenta fluorescência verde quando um fluxo de íons de cálcio está presente.
Os pesquisadores confirmaram que esse método de sinalização de cálcio também é uma forma de comunicação utilizada pelas células humanas e também é eficaz na comunicação das plantas. O estudo explica que quando as plantas não danificadas recebem compostos orgânicos voláteis das plantas danificadas, elas enviam pulsos de sinais de cálcio que ondulam pelas folhas.
Os pesquisadores identificaram dois compostos diferentes transportados pelo ar, conhecidos como "voláteis de folhas verdes" (Z-3-HAL e E-2-HAL), que são responsáveis pelo aumento das concentrações de cálcio nas folhas nas células-guarda, células do mesofilo (o tecido interno da folha) e células epidérmicas (a camada mais externa). Quando tratado com um hormônio vegetal que fecha os estômatos (os pequenos orifícios através dos quais as plantas “respiram” o dióxido de carbono do ar), o processo de sinalização do cálcio foi significativamente atenuado.
Masatsugu Toyota, biólogo da província de Saitama, acredita que esta pesquisa finalmente desvenda a complexa história de “quando, onde e como” as plantas respondem às mensagens de alerta no ar. A Toyota afirma que esta rede de comunicação etérea, invisível aos humanos, desempenha um papel fundamental nos mecanismos de defesa das plantas.