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Cientistas descobriram que certas plantas podem sobreviver a condições estressantes e secas controlando a perda de água através de suas folhas sem depender de seu mecanismo usual — pequenos poros conhecidos como “estômatos”.
O controle não estomatal da transpiração em milho, sorgo e milheto — todas culturas C4 essenciais para a segurança alimentar global — dá a essas plantas uma vantagem na manutenção de um microclima benéfico para a fotossíntese dentro de suas folhas.
Isso permite que as plantas absorvam dióxido de carbono como parte do processo de fotossíntese e crescimento, apesar das temperaturas elevadas e da maior demanda atmosférica por água, sem aumentar o gasto de água.
Publicando suas descobertas em PNASpesquisadores da Universidade de Birmingham, da Universidade Nacional Australiana, em Canberra, e da Universidade James Cook, em Cairns, desafiam a compreensão tradicional da transpiração e da fotossíntese das plantas sob condições estressantes e secas de crescimento — ou seja, que os estômatos controlam sozinhos a perda de água das folhas.
O coautor Dr. Diego Márquez, da Universidade de Birmingham, comentou: “Isso revolucionou nossa compreensão das relações planta-água ao mostrar que o controle não estomático da transpiração limita a perda de água sem comprometer o ganho de carbono — desafiando o que normalmente é aceito como uma troca inevitável.
“Nossas descobertas têm implicações significativas para a adaptação das plantas às mudanças climáticas e como as safras podem ser cultivadas em ambientes áridos. Entender esse mecanismo pode abrir novos caminhos para melhorar a eficiência do uso da água em safras C4, que são vitais para a segurança alimentar global.”
O estudo confirma que as plantas C4 mantêm umidades relativas reduzidas na cavidade subestomática, até 80% sob estresse de déficit de pressão de vapor (VPD), reduzindo a perda de água e destacando o papel crítico do controle não estomatal na eficiência do uso da água.
Este mecanismo ajuda as plantas a sustentar a fotossíntese reduzindo a perda de água sem diminuir significativamente os níveis de CO2 intercelular para a fotossíntese. Isto é crucial para manter o crescimento e garantir que as plantações prosperem.
As descobertas também sugerem que mecanismos de controle não estomáticos podem ter evoluído antes da divergência das vias fotossintéticas C3 e C4, indicando uma característica evolutiva compartilhada.
“Nossa pesquisa reformula a compreensão da eficiência do uso da água em plantas C4 e revela que esse mecanismo alternativo ajuda as plantas a continuarem crescendo e capturando dióxido de carbono, mesmo quando a demanda atmosférica por água é alta, desafiando suposições tradicionais sobre como essas plantas sobrevivem à seca”, acrescentou o Dr. Márquez.
Fotossíntese é como as plantas usam luz e dióxido de carbono para fazer açúcares para o crescimento, usando uma enzima chamada Rubisco. As plantas usam o dióxido de carbono que entra pelos estômatos abertos para produzir açúcar, enquanto os estômatos abertos também deixam o vapor de água sair.
Enquanto as plantas C3 dependem apenas da difusão de CO2 através de seus estômatos para ganho de carbono, as plantas C4 possuem estruturas foliares especializadas e enzimas que concentram dióxido de carbono ao redor da Rubisco, aumentando seu desempenho fotossintético e eficiência no uso da água. No entanto, esse benefício vem com uma compensação, pois essas plantas são vulneráveis à redução substancial da fotossíntese quando os estômatos fecham. Portanto, o mecanismo não estomatal é crucial para garantir seu sucesso no controle da perda de água, permitindo que os estômatos permaneçam abertos.
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