Uma planta de feijão começa a lutar pela sobrevivência quase no momento em que rompe a superfície do solo. Nos primeiros dias, antes de as raízes se aprofundarem o suficiente para acederem de forma estável a água e nutrientes, a plântula ainda frágil fica sob forte pressão.
Temperaturas elevadas, terra seca e solos pobres podem eliminar grandes quantidades de plântulas, muitas vezes antes de os agricultores observarem um crescimento vigoroso nas parcelas.
Investigadores descobriram agora uma característica discreta que ajuda o feijão-comum a ultrapassar esse período inicial. A descoberta poderá apoiar o desenvolvimento de culturas que aguentem melhor a seca e dependam menos de fertilizantes.
A importância das culturas de feijão
O feijão está entre as culturas alimentares mais relevantes do mundo. Entre os tipos comuns contam-se o feijão-verde, o feijão-pinto, o feijão-preto e o feijão-vermelho.
Apesar de se apresentarem de forma diferente nas prateleiras, todos pertencem à mesma espécie e, do ponto de vista biológico, funcionam de maneira muito semelhante.
Em 2024, a produção mundial de feijão seco atingiu cerca de 28,9 milhões de toneladas métricas (31,9 milhões de toneladas norte-americanas). Para milhões de pessoas em todo o mundo, o feijão é uma fonte essencial de proteína, fibra e ferro.
Por isso, a sobrevivência das plântulas é um tema crítico. Mesmo perdas reduzidas no início da campanha podem traduzir-se em prejuízos para os produtores.
As plântulas de feijão falham frequentemente no início
Para quem produz, as perdas no arranque da época são frequentes.
“Uma planta jovem é altamente suscetível à seca, a pragas e à falta de nutrientes enquanto a plântula se estabelece”, afirmou Alexander Bucksch, autor sénior do projeto e professor associado na Escola de Ciências das Plantas da Universidade do Arizona.
“Isso tem um custo económico elevado para os produtores”, acrescentou Bucksch. “À medida que a seca e o calor aumentam, a mortalidade de plântulas pode ser muito maior.”
Os investigadores estimam que, em geral, 5 a 20 por cento das plântulas não chegam a tornar-se plantas adultas.
Pêlos radiculares
Há décadas que os cientistas estudam as raízes, mas observar o que se passa debaixo da terra sempre foi um desafio.
“Durante mais de um século, o que acontece sob o solo, nas raízes das plantas, foi em grande medida uma ‘caixa negra’ na agricultura”, explicou Bucksch.
“O solo é opaco. Simplesmente não se consegue ver através dele a olho nu nem com uma câmara comum”, disse Bucksch. “Além disso, o solo é rico em ferro, o que interfere com métodos de imagiologia convencionais.”
Essa dificuldade levou a equipa a criar novas ferramentas para analisar raízes de feijão a nível microscópico. Recorreu a sistemas de imagem especializados e a um software desenvolvido pelos próprios, chamado DIRT/μ, abreviatura de Digital Imaging of Root Traits at Microscale.
O programa permitiu detetar diferenças subtis em microestruturas radiculares que, muito provavelmente, passariam despercebidas com técnicas de imagem habituais.
Novas células radiculares do feijão identificadas
Com estas ferramentas, os investigadores identificaram, nas raízes subterrâneas de plântulas de feijão, novas estruturas unicelulares. Deram-lhes o nome de pêlos em gancho.
Estas pequenas células em forma de gancho surgem nas raízes muito antes de aparecerem os pêlos radiculares comuns e poderão ajudar as plantas jovens a captar nutrientes, a reter água e, possivelmente, até a protegerem-se de pragas nocivas presentes no solo.
O que mais surpreendeu a equipa foi o momento em que aparecem. Em regra, os pêlos radiculares padrão só se formam cinco a 10 dias após a germinação. Já os pêlos em gancho surgiram em apenas três dias.
Este resultado altera a forma como os cientistas encaram o crescimento inicial das plantas.
A abalar pressupostos antigos
A noção de que as plântulas passam as primeiras semanas a viver apenas das reservas guardadas na semente pode não contar toda a história.
“Descobrimos que estes pêlos em gancho começam a absorver nutrientes como o fósforo e o azoto do solo muito mais cedo”, disse Bucksch.
O fósforo e o azoto estão entre os nutrientes mais importantes para o crescimento das plantas. Os agricultores costumam fornecê-los por via de fertilizantes, mas o preço dos adubos subiu acentuadamente nos últimos anos e o uso excessivo pode contaminar rios e águas subterrâneas.
Se as culturas conseguirem, por natureza, “capturar” nutrientes mais cedo, a agricultura poderá tornar-se mais barata e mais eficiente.
Células radiculares do feijão pensadas para proteção
Os pêlos em gancho parecem fazer mais do que captar nutrientes. Os investigadores observaram que estas estruturas apresentam uma via ativa de suberina. A suberina é um material ceroso que as plantas utilizam para regular o movimento da água e proteger os tecidos contra a desidratação.
Essa camada poderá ajudar as plântulas de feijão a resistir a temperaturas elevadas no solo e a condições secas antes de o sistema radicular estar plenamente desenvolvido.
A equipa encontrou ainda indícios de que estas células diferem dos pêlos radiculares comuns ao nível molecular.
“O estudo é importante por demonstrar que nem a genética nem a fenotipagem, por si só, conseguem determinar um tipo celular; é necessário considerá-las em conjunto”, afirmou Sergio Alan Cervantes Pérez, investigador pós-doutorado no laboratório de Bucksch, responsável pela componente de bioinformática do projeto.
Bucksch explicou que os investigadores analisaram desde a atividade genética até à forma das células para confirmarem a descoberta. Concluíram também que a via de suberina nas células em gancho é irreversível, e não apenas um estado transitório.
Plantas, pêlos radiculares e seca
A forma de gancho pronunciado chamou a atenção dos cientistas por outro motivo. As plantas já usam estruturas em gancho acima do solo como mecanismos de defesa. Pequenos pêlos vegetais na parte aérea, chamados tricomas, podem prender ou afastar insetos como os pulgões.
A equipa suspeita agora que estes pêlos em gancho subterrâneos possam também combater pragas no solo.
“Suspeitamos que estes pêlos em gancho pontiagudos, debaixo da terra, possam agarrar-se e matar nemátodes nocivos, uma das maiores causas de perdas de colheitas nos EUA”, disse Bucksch.
Os nemátodes são vermes microscópicos que atacam as raízes e custam aos agricultores milhares de milhões de dólares em danos nas culturas todos os anos.
A equipa de investigação pretende testar esta hipótese a seguir, ao mesmo tempo que procura perceber por que razão o feijão-comum evoluiu pêlos em gancho e a soja não.
“Estamos particularmente interessados em perceber por que razão o feijão-comum evoluiu pêlos em gancho e por que razão estes estão ausentes em culturas como a soja. Isto pode ser a chave para tirar partido desta adaptação e ajudar a desenvolver culturas mais resilientes ao clima”, disse Bucksch “em conclusão”.
O estudo completo foi publicado na revista Science Advances.
Comentários
Ainda não há comentários. Seja o primeiro!
Deixar um comentário