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Décadas de pesquisa descobrem o receptor, produto de uma corrida armamentista evolutiva pela sobrevivência, usado por plantas para detectar herbívoros – ScienceDaily

Traduzido de Science Daily

Por décadas, os cientistas sabem que as plantas se protegem da devastação de lagartas famintas e outros animais comedores de plantas por meio de sistemas sofisticados de resposta, produto de milhões de anos de evolução.

Os biólogos vegetais têm buscado vigorosamente os mecanismos biológicos subjacentes a este paradigma de contra-ataque, pois tais detalhes ajudarão a descobrir um tesouro de novas estratégias para melhorar a saúde das plantas. Desde o combate aos danos causados ​​por pragas às lavouras até o desenvolvimento de redes alimentares globais mais fortes, essas informações são valiosas para garantir rendimentos sustentáveis ​​e confiáveis.

Agora, pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego e seus colegas identificaram a primeira chave biológica, ou receptor, que dispara um alarme em plantas especificamente quando os herbívoros atacam. A descoberta é descrita na publicação online do procedimentos da Academia Nacional de Ciências.

Animais como humanos, vacas e insetos são heterótrofos que obtêm sua energia direta ou indiretamente do consumo de autótrofos, como as plantas fotossintéticas. Esta base básica molda as interações biológicas em todo o planeta Terra. Mais de 30 anos atrás, os biólogos vegetais compreenderam que as plantas podem sentir o ataque de animais herbívoros de uma maneira diferente dos danos causados ​​por tempestades de granizo ou queda de galhos de árvores.

Semelhante à forma como as defesas imunológicas humanas neutralizam um ataque de vírus, foi demonstrado que as plantas respondem ao perigo de animais comedores de plantas por meio de um intrincado sistema imunológico de receptores. Usando um método para identificar variantes genéticas, chamado de genética avançada, a pesquisa liderada por Adam Steinbrenner, Alisa Huffaker e Eric Schmelz da Divisão de Ciências Biológicas da UC San Diego descobriu o receptor inceptin, chamado INR, em plantas de feijão. O receptor detecta fragmentos de proteínas vegetais conservadas que são acidentalmente liberadas como produtos digestivos durante a mastigação da lagarta, permitindo que a planta reconheça o ataque.

“O INR representa o primeiro mecanismo documentado de um receptor de superfície celular vegetal responsável pela percepção animal”, disse Schmelz, cujo trabalho foi realizado desconstruindo e aproveitando a corrida armamentista evolucionária ativa entre plantas e herbívoros. “Nosso trabalho fornece alguns dos primeiros insights mecanísticos definitivos sobre a questão de como as plantas reconhecem diferentes herbívoros agressores e ativam a imunidade em animais. É uma questão fundamental na biologia que tem sido investigada há 30 anos.”

Além do feijão, a descoberta desperta interesse no uso de INR, e potencialmente outros receptores ainda não descobertos, como uma forma de aumentar as defesas em culturas agrícolas essenciais.

“Uma lição importante é que os mecanismos de percepção das plantas para herbívoros podem ser definidos com precisão e transferidos para as plantações para fornecer maior proteção”, disse Schmelz. “Mostramos um exemplo, mas está claro que existem centenas, senão milhares, de oportunidades para identificar e acumular características-chave para melhorar a imunidade das plantas agrícolas aos herbívoros.”

A lista completa dos autores do estudo: Adam Steinbrenner, Maria Muñoz-Amatriaín, Antonio Chaparro, Jessica Montserrat Aguilar Venegas, Sassoum Lo, Satohiro Okuda, Gaetan Glauser, Julien Dongiovanni, Da Shi, Marlo Hall, Daniel Crubaugh, Nicholas Holton, Cyril Zipfel, Ruben Abagyan, Ted Turlings, Timothy Close, Alisa Huffaker e Eric Schmelz.

Fonte da história:

materiais fornecido por Universidade da Califórnia – San Diego. Original escrito por Mario Aguilera. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.



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