Uma equipe de cientistas, liderada por pesquisadores da Universidade de Yale, acha que finalmente descobriu por que as plantas terrestres desenvolveram sistemas vasculares tão complexos – um mistério que existe há cerca de um século.
Quando as plantas terrestres surgiram há cerca de 500 milhões de anos, seus sistemas vasculares eram extremamente simples.
O interior de suas raízes e caules pareciam feixes de canudos, que puxavam água e nutrientes do ambiente ao redor.
Há cerca de 420 milhões de anos, no entanto, esse sistema simples de sucção de água apresentou mudanças significativas, dividindo gradualmente os ‘canudos’ em formas, estruturas e tamanhos mais elaborados.
Por quase 100 anos, os cientistas não sabiam por que a evolução favorecia esses interiores mais intrincados, mas uma nova análise do registro fóssil sugere que um sistema vascular mais moderno tem maior tolerância à seca.
A falta de água, concluem os autores, pode ser o que primeiro moldou o interior das plantas.
As primeiras plantas terrestres na Terra eram pequenas, descomplicadas, semelhantes a musgos. Eles não tinham sistemas radiculares, o que significava que estavam confinados a áreas com água abundante.
A ideia central: se os condutos do xilema estiverem todos agrupados como nas primeiras plantas vasculares, a embolia se espalha facilmente pelo tecido durante a seca e interrompe o transporte de água. Formas de xilema mais complexas podem retardar a propagação da embolia e salvar a vida de uma planta (explicação abaixo).
? Martin Bouda (@BoudaLab) November 10, 2022
Formas de xilema mais complexas podem retardar a propagação da embolia e salvar a vida de uma planta (explicação abaixo).
À medida que as plantas começaram a se mover mais para o interior em áreas mais áridas, elas precisavam de novas maneiras de capturar água, luz solar e nutrientes enquanto se protegiam da evaporação e desidratação.
Foi aí que galhos e raízes vieram a calhar. E, no entanto, ao mesmo tempo, essas estruturas também criaram novos desafios.
Durante a seca, as plantas podem secar facilmente, criando uma bolha de vapor, como uma embolia, que impede a água de fluir pelas raízes.
Em um sistema vascular simples e primitivo, uma bolha de ar dentro de uma planta pode se espalhar facilmente para outros canais ou ‘canudos’, criando um bloqueio contra mais água e nutrientes. O resultado pode desencadear a morte do tecido e pode até matar a planta inteira.
Modelando os vários sistemas vasculares de algumas plantas modernas e extintas preservadas no registro fóssil, os pesquisadores agora mostraram que um padrão vascular mais elaborado pode isolar bolhas de ar.
Quando os canudos que compõem o sistema vascular de uma planta são separados em padrões, as simulações sugerem que as bolhas de ar têm menos vizinhos para se espalhar.
A animação abaixo ilustra a diferença entre uma embolia se espalhando na vasculatura de uma planta simples e primitiva versus uma mais complexa e moderna.
As descobertas levaram os pesquisadores a concluir que a seca é uma pressão de seleção “teoricamente sólida” para o sistema vascular das plantas.
“Toda vez que uma planta se desvia desse sistema vascular cilíndrico, toda vez que muda um pouco, a planta recebe uma recompensa em termos de sua capacidade de sobreviver à seca”, explica o fisiologista de plantas Craig Brodersen, da Yale School of the Environment.
“E se essa recompensa estiver constantemente lá, ela forçará as plantas a se afastarem do antigo sistema vascular cilíndrico em direção a essas formas mais complexas.
“Ao fazer essas mudanças muito pequenas, as plantas resolveram esse problema que tiveram que descobrir muito cedo na história da Terra, caso contrário as florestas que vemos hoje simplesmente não existiriam”.
As descobertas não apenas revelam aspectos interessantes do passado da Terra, mas também ajudam a explicar como a vasta gama de formas vasculares vistas nas plantas modernas hoje surgiu e falam sobre soluções futuras.
Essa nova compreensão de como as plantas lidam com a seca pode um dia ajudar os pesquisadores a preparar uma flora importante para as rápidas mudanças climáticas que estão por vir.
Se os especialistas puderem descobrir como criar melhores sistemas radiculares e vasculares, algumas culturas poderão nos alimentar no futuro.
Publicado em 24/11/2022 11h33
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