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Compreendendo como as plantas ‘percebem’ o ataque de herbívoros

Traduzido de Science Daily

A natureza tem sua maneira de manter o equilíbrio. Essa afirmação é válida para plantas que comem herbívoros, insetos ou mesmo mamíferos. Curiosamente, essas plantas não podem ser consumidas e destruídas em silêncio; na verdade, eles desenvolveram um sistema de defesa para alertá-los sobre ataques de predadores e, potencialmente, até mesmo afastá-los. Os sistemas de defesa surgem como resultado da sinalização celular interna e externa nas plantas, bem como de sinais ecológicos. As plantas desenvolveram várias maneiras de detectar danos; muitos deles envolvem a detecção de várias moléculas “indutoras” produzidas pelo predador ou pelas próprias plantas e a iniciação de uma espécie de “sinal SOS”.

Em uma resenha publicada recentemente na revista Tendências em ciência de plantas, O professor Gen-ichiro Arimura, da Universidade de Ciências de Tóquio, no Japão, resume a pesquisa sobre o mecanismo de detecção de herbívoros em plantas por meio de eliciadores. Comentando sobre o imenso valor desses eliciadores, o Professor Arimura afirma: “Esta revisão se concentra principalmente nos eliciadores porque eles são oportunos, novos e têm aplicações potenciais de biotecnologia.”

Quando o mesmo animal herbívoro consegue comer a planta várias vezes, a planta aprende a reconhecer seu comportamento alimentar e registra o “padrão molecular” associado a ele. Isso é chamado de “padrões moleculares associados a herbívoros” ou HAMP. HAMPs são indutores inatos. Outros indutores vegetais incluem produtos vegetais presentes dentro das células que vazam devido a danos causados ​​pela herbivoria. Curiosamente, quando um inseto herbívoro come a planta, os produtos da digestão das paredes celulares da planta e outros componentes celulares tornam-se parte das secreções orais (OS) do inseto, que também podem funcionar como um indutor.

O professor Arimura destaca o fato de que com o avanço dos sistemas de detecção de genes e proteínas de alto rendimento, a caracterização de indutores de até mesmo tipos específicos e peculiares de herbívoros, como aqueles que sugam seiva celular e não produzem quantidades suficientes de SG, tornar possível. As proteínas presentes nas glândulas salivares desses insetos podem ser potenciais indutores quando entram na planta durante a alimentação. Ele explica que “as análises de RNA-seq e proteômica das glândulas salivares de herbívoros sugadores levaram à recente caracterização de várias proteínas indutoras, incluindo uma proteína salivar semelhante à mucina e proteínas indutoras de ácaros, que servem como indutores nas folhas. Do hospedeiro. plantas após a sua secreção nas plantas durante a alimentação “.

A revisão também destaca alguns indutores peculiares, como ovos de insetos e feromônios, que as plantas podem detectar e iniciar uma resposta de defesa. Em alguns casos especiais, bactérias simbióticas que vivem dentro do intestino do inseto também podem regular os sistemas de defesa das plantas.

E agora que entendemos os diferentes tipos de eliciadores, a questão permanece: quais mecanismos de sinalização as plantas usam para comunicar o sinal SOS?

Até agora, havia a hipótese de que a sinalização é possibilitada por proteínas transportadas pelo tecido vascular das plantas. Curiosamente, há evidências de sinais aéreos por meio de plantas, por meio de um fenômeno chamado “plantas falantes”. Após o dano, as plantas liberam substâncias químicas voláteis no ar, que podem ser captadas pelas plantas vizinhas. Também há evidências de regulação epigenética dos sistemas de defesa em que as plantas mantêm uma espécie de “memória genética” dos insetos que as atacaram e podem ajustar a resposta de defesa de acordo com ataques futuros.

Dado o melhor conhecimento dos mecanismos dos sistemas de defesa das plantas, podemos abraçar a possibilidade de uma forma “genética” de controle de pragas que possa nos ajudar a evitar o uso de pesticidas químicos, que, com todos os seus riscos, se tornaram uma espécie de “mal necessário” para os agricultores. Isso poderia inaugurar formas modernas de agricultura orgânica cientificamente sólidas, que livrariam as práticas agrícolas de produtos químicos prejudiciais.

Fonte da história:

Materiais fornecido por Universidade de Ciência de Tóquio. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.



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