Via EurekAlert:
Plantas nas Florestas Emitem “Aspirina” para Lidar com Estresse; Uma Descoberta que Pode Ajudar a Agricultura

18 de Setembro de 2008

Thomas Karl. (Photo de Carlye Calvin, ©UCAR.)

BOULDER  — Plantas em uma floresta respondem ao estresse produzindo significativas quantidades de uma substância química análoga à aspirina, foi o que os cientistas descobriram. A descoberta, feita pelos cientistas do Centro Nacional para Pesquisa Atmosférica (National Center for Atmospheric Research =  NCAR), abre novas avenidas para a pesquisa sobre o comportamento das plantas e seu impacto na qualidade do ar, bem como tem o potencial para dar a agricultores um alerta antecipado de problemas com suas plantações.
“Diferentemente das pessoas, a quem se prescreve aspirina como um antitérmico, as plantas têm a capacidade de produzir sua própria mistura de substâncias químicas análogas à aspirina,  disparando a formação de proteínas que aumentam suas defesas bioquímicas e reduzem os danos”, diz o cientista do NCAR Thomas Karl, que liderou o estudo. “Nossas medições mostraram significativas quantidades da substância química que pode ser detectada na atmosfera quando as plantas respondem a secas, temperaturas extremas ou outros fatores causadores de estresse”.
Há anos que os cientistas sabem que as plantas no laboratório podem produzir salicilato de metila, que é uma variante química do ácido acetilsalisílico ou aspirina. Mas os pesquisadores nunca tinham detctado antes o salicilato de metila em um ecossistema, ou verificado que as plantas emitem essa substância química em quantidades significativas na atmosera.
A equipe de cientistas relatou suas descobertas na semana passada na Biogeosciences. A pesquisa foi financiada pela Fundação Nacional de Ciências (National Science Foundation), patrocinadora do NCAR.
Uma descoberta inesperda
Os pesquisadores não pensavam que poderiam encontrar salicilato de metila em uma floresta e a equipe do NCAR descobriu a substância por acidente. Eles dispuseram instrumentos especializados, no ano passado, em um bosque de nogueiras próximo de Davis, Califórnia, para monitorar as emissões das plantas de certos compostos orgânicos voláteis (volatile organic compounds = VOCs). Estes compostos hidrocarbônicos são  importantes porque eles podem se combinar com emissões industriais, afetando a poluição atmosférica e também podem influenciar o clima local.

Alex Guenther examina as folhas de uma nogueira do bosque na Califórnia onde uma equipe de cientistas do NCAR descobriu que as plantas emitem salicilato de metila. (Foto de Carlye Calvin, ©UCAR.)

Quando os cientistas do NCAR revisaram suas medições, para sua surpresa descobriram que as emissões dos VOCs incluíam salicilato de metila. Os níveis das emissões de salicilato de metila aumentavam muito quando as plantas, que já estavam estressadas por uma seca local, passaram por um frio extremo durante as noites, seguidas de altas pronunciadas na tmperatura diurna. Os instrumentos montados em torres a cerca de 30 metros acima do chão mediram cerca de até 0,025 miligramas de salicilato de metila emitidos por uma área de um pé quadrado de floresta a cada hora.
Karl e seus colegas especulam que o salicilato de metila pode ter duas funções. Uma delas é estimular as plantas a iniciarem um processo conhecido como resistência sistêmica adquirida, que é análoga à resposta imunológica em um animal. Isto ajuda a planta a resistir e a se recuperar de doenças.
O salicilato de metila também pode ser um mecanismo através do qual uma planta estressada se comunica com as plantas vizinhas, alertando-as para a ameaça. Os pesquisadores demonstrarm em laboratório que uma planta pode aumentar suas defesas se estiver ligada, de alguma maneira, a outra planta que esteja emitindo essa substância. Agora que a equip do NCAR demonstrou que o salicilato de metila pode se acumular na atmosfera acima de uma floresta estressada, os cientistas especulam que as plantas podem usar a substância para ativar um sistema imunológico por todo um ecossistema.
“Essas descobertas são uma prova tangível de que existe uma comunicação de planta-a-planta a nível de ecossisstema”, afirma o cientista Alex Guenther do NCAR, um co-autor do estudo. “Parece que as plantas têm a capacidade de se comunicar por meio da atmosfera”.

Implicações para os agricultores

Os cientistas do NCAR usaram torres especialmente equipadas para medir as emissões das plantas acima da cobertura de um bosque de nogueiras.(Foto de Carlye Calvin, ©UCAR.)

A descoberta levanta a possibilidade de que os agricultores, adminstradores de florestas e outros possam, eventualmente, ser capazes de começar a monitorar as plantas para detectar sinais antecipados de uma doença, de uma infestação de isetos, ou outro tipo de estresse. No presente, eles freqüentemente não sabem se um ecossistema está doente até que haja indícios visíveis, tais como folhas mortas.
“Um sinal químico é uma forma muito sensível para a detecção de estresse nas plantas e pode ser uma ordem de magnitude mais eficaz do que inspeções visuais”, diz Karl. “Se tivermos um sinal de alarme sensível que possa ser medido no ar, podemos tomar providências bem antes, tais como aplicar pesticidas. Quanto antes for detectado que alguma coisa está acontecendo, maior será o benefício em termos de usar menos pesticidas e cuidar melhor das plantações”.
A descoberta também pode auxiliar os cientistas a resolver um mistério capital acerca dos VOCs. Por anos, os cientistas que estudam a atmosfera vêm especulando que existem mais VOCs na atmosfera do que eles são capazes de encontrar. Agora, parce que uma parte faltante desses VOCs pode ser salicilato de metila e outros hormônios das plantas. Essa descoberta pode auxiliar os cientistas a melhorar a avaliação do impacto dos VOCs no comportamento de nuvens e na emissão de ozônio ao nível do solo, um polunte importante.
The University Corporation for Atmospheric Research manages the National Center for Atmospheric Research under sponsorship by the National Science Foundation. Any opinions, findings and conclusions, or recommendations expressed in this publication are those of the author(s) and do not necessarily reflect the views of the National Science Foundation.
Acerca do artigo
Título: “Chemical sensing of plant stress at the ecosystem scale”
Autores: T. Karl, A. Guenther, A. Turnipseed, E.G. Patton, K. Jardine
Publicação: Biogeosciences, 8 de setembro de 2008