ESPINHOS EM PLANTAS SÃO UMA VITÓRIA DEFENSIVA CONTRA AMEAÇAS GRANDES E PEQUENAS. (Comentado)

As plantas evoluíram espinhos, ferrões e agulhas para evitar serem cortadas pelos lábios sensíveis e línguas grandes dos mamíferos. Pelo menos, é isso que assumimos.

tobacco hornworm – Daniel Schwen/Wikimedia commons

Em face da sabedoria convencional, os pesquisadores descobriram que pelo menos em algumas espécies de plantas, o crescimento de projeções espinhosas não ocorre apenas para desencorajar grandes herbívoros; eles também podem proteger suas folhas de se tornar o almoço de uma lagarta.

Cientistas do Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Zurique e da Universidade da Carolina do Norte fizeram a descoberta ao estudar as plantas Carolina horsenettle (Solanum carolinense) em um experimento anterior sobre a endogamia da planta.

Eles perceberam que o número de espinhos e estruturas semelhantes a fios de cabelo (os tricomas) das plantas aumentam depois de terem sido mordiscadas por uma lagarta de mariposa do tabaco (Manduca sexta).

“Isso nos fez pensar que esses espinhos também poderiam ter [uma] função adicional do que o que nos ensinaram”, disse o ecologista Rupesh Kariyat a Christie Wilcox na revista Quanta.

Para registro, enquanto eles podem servir para fins semelhantes, nem todas as partes afiadas de uma planta são bastante iguais: os bicos pontudos são derivados de brotos novos, os espinhos são folhas modificadas e as estruturas semelhantes a um acúleo não possuem tecido vascular de brotos e folhas e são extensões da epiderme.

(Então, se você quer realmente fazer amigos e influenciar as pessoas, corrija alguém na próxima vez que eles disserem que as rosas têm espinhos dizendo que elas são realmente aculeadas).

Embora existam muitas evidências que mostram que os aculeos longos dissuadiram os herbívoros maiores a comer uma planta, á ideia de que eles podiam adiar algo com uma pequena boca parecia um pouco absurda.

As lagartas não poderiam rastejar diretamente sobre elas? Eles certamente o fazem. Qual, afinal, foi o segredo de como os acúleos funcionavam.

Os pesquisadores usaram uma variedade de urtiga-cavalo que tinha poucos acúleos, tirando-os de todas as plantas, exceto suas folhas superiores, antes de medir o tempo que levou as lagartas a correr para o topo. Eles fizeram o mesmo com uma variedade de urtiga-cavalo que cresceu com mais acúleos e comparou os tempos.

Em seguida, reduziram o número de acúleos da variedade mais cheia deles, de modo que combinavam com as plantas mais lisas e repetiram o experimento.

Por fim, os pesquisadores substituíram as plantas por espécies relacionadas com diferentes densidades de crescimento dos acúleos. Nesses testes, os pesquisadores cronometraram quanto tempo demorou para que as larvas do tabaco consumissem todas as folhas.

Em alguns ensaios, os pesquisadores substituíram as lagartas que caíram das folhas, enquanto em outras as deixaram para encontrar seu próprio caminho de volta.

Não só os acúleos interferiram com seus tempos, forçando as lagartas a levar mais tempo para subir as plantas, elas também tornaram mais difícil para os pequenos herbívoros se segurar.

Na verdade, nos ensaios em que as lagartas caídas não foram retornadas às folhas, as plantas sem acúleos foram desfolhadas no prazo de um dia, enquanto as com acúleos não foram quase comidas.

A pesquisa mostra que, juntamente com outras formas de defesa, os acúleos podem desempenhar um papel na redução da aptidão das lagartas, tornando-as mais vulneráveis ​​a predadores ou mesmo interferindo em estádios de desenvolvimento posteriores, como a pupação.

Nada disto é afirmar categoricamente que as plantas evoluíram as espinhas com a finalidade de complicar a vida das lagartas.

Mesmo os pesquisadores acreditam que sua descoberta mostra um benefício adicional, não um driver primário. “Nós pensamos que os acúleos evoluíram contra mamíferos herbívoros”, disse Kariyat.

Mas o fato de os picos da planta afetarem pequenos consumidores, assim como os grandes, podem nos ajudar a entender como essas defesas se desenvolveram em primeiro lugar.

Várias espécies de plantas que brotaram em terra durante o período Devoniano há mais de 400 milhões de anos tinham acúleos, apesar de não haver grandes herbívoros em torno dos quais se preocupar.

Embora haja especulações de que essas antigas partes espinhosas poderiam ter ajudado a aumentar a área superficial ou fornecer algum tipo de suporte ou coesão, é possível que eles também mantenham os índices assustadores no mínimo.

Dado que a maior parte da pesquisa atual sobre defensas de plantas espinhosas está preocupada com animais grandes, o estudo poderia estimular o interesse em como os herbívoros menores são afetados.

“Se você olha na literatura sobre espinescência nas plantas, há cerca de 150 a 200 papers sobre herbivoria de mamíferos, mas você vê apenas duas ou três, talvez quatro, em insetos”, disse Kariyat a Wilcox. Talvez seja hora de se aproximar muito mais.

Esta pesquisa foi publicada em Biology Letters.

Fonte: Science Alert

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Comentários internos

No estudo, Dr. Appel e Professor Rex Cocroft colocaram lagartas (Pieris rapae) em Arabidopsis, uma pequena planta com flores relacionada com a couve e mostarda. Usando um laser e um pequeno pedaço de material refletor sobre a folha da planta, Cocroft era capaz de medir o movimento da folha, em resposta à lagarta e seu comportamento de herbivoria.

Pesquisadores descobriram que as plantas previamente expostas a vibrações alimentação produziam mais óleos de mostarda, substâncias químicas naturais que são pouco atraentes para muitas lagartas.

Plantas expostas a diferentes vibrações, incluindo aquelas feitas por um vento suave ou diferentes insetos compartilham algumas características acústicas com vibrações da alimentação das lagartas e não aumentou as suas defesas químicas”, disse Cocroft. “Isso indica que as plantas são capazes de distinguir as vibrações de alimentação de outras fontes comuns de vibração ambiental”.

Há uma corrida armamentista entre plantas e herbívoros. Plantas são evolutivamente selecionadas caso consigam desenvolver algum tipo de sinalização química que inibe a atuação de insetos. Insetos por sua vez são pressionados seletivamente a defesas químicas para inibidor os inibidores metabolizados pelas plantas.

Fitopatógenos e herbívoros induzem defesas de plantas. Considerando que há evidências de que alguns agentes patogênicos reprimem defesas químicas das plantas interferindo nas vias de sinalização, tais evidências são escassas para herbívoros. Com o ácaro invasivo Tetranychus evansi há a supressão da indução das rotas de sinalização de ácido salicílico e ácido jasmônico envolvidas nas defesas de tomateiros. Isso se refletiu nos níveis de compostos de defesa como os inibidores de proteinases, que em plantas infestadas de ácaros foram reduzidas a níveis ainda mais baixos do que os níveis constitutivos em plantas isentas de herbívoros. Além disso, este ácaro suprime a liberação de substâncias voláteis, que também estão ligadas a defesa da planta.

Alguns exemplos foram acompanhados e publicados cientificamente. Por exemplo, a glicose oxidase na saliva da lagarta de borboletas reduz as defesas induzidas (Musser et al, 2002; Bede et al, 2006) e os ataques de besouros do Colorado a batatas suprimem a transcrição de genes que codificam para inibidores de proteinase (PI) envolvidos na defesa da planta (Lawrence et al, 2008).

Victor Rossetti

Palavras chave: NetNature, Rossetti, Plantas, Insetos, Herbívoros, Espinhos, Acúleos, Defesas químicas.  

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Referências

Bede JC, Musser RO, Felton GW, Korth KL. Caterpillar herbivory and salivary enzymes decrease transcript levels of Medicago truncatula genes encoding early enzymes in terpenoid biosynthesis. Plant Mol. Biol. 2006;60:519–531.
Lawrence SD, Novak NG, Ju CJT, Cooke JEK. Potato, Solanum tuberosum, defense against Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata (Say): microarray gene expression profiling of potato by Colorado potato beetle regurgitant treatment of wounded leaves. J. Chem. Ecol. 2008;34:1013–1025.
Musser RO, Hum-Musser SM, Eichenseer H, Peiffer M, Ervin G, Murphy JB, et al. Herbivory: caterpillar saliva beats plant defences – a new weapon emerges in the evolutionary arms race between plants and herbivores. Nature. 2002;416:599–600.

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