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Mal consigo ouvir Esther Ngumbi por cima do barulho dos ventiladores da estufa enquanto ela me mostra seu laboratório no terraço do Morrill Hall. Os bancos estão cheios de pés de tomate, e os tomates não parecem bons. Metade das plantas está submersa em recipientes de água. Suas folhas estão amarelas e murchas. Alguns dos tomates moribundos floresceram. Vejo um ou dois tomates bebês em algumas plantas finas.
Esta não é a única tortura infligida aos tomates. Alguém amarrou pequenos saquinhos em seus caules. Dentro dos sacos, lagartas verdes e gordas estão mastigando as folhas de tomate.
A professora de entomologia Ngumbi tem perguntas — muitas delas — e é assim que ela se propôs a responder algumas delas. Ela está inundando os tomates propositalmente para ver como eles podem responder às condições de inundação nos campos dos agricultores — um cenário que está se tornando mais comum como resultado das mudanças climáticas.
“Na natureza, há muitos estressores nas plantas durante as inundações”, diz Ngumbi. “Uma vez que os tomates são inundados, eles já estão fracos, então muito provavelmente eles estarão atraindo insetos, que gostam de comer plantas mais fracas. Estamos investigando como as plantas lidam com o estresse combinado de inundações e herbivoria.”
Isso explica as lagartas. Elas são a forma larval de Manducá sexta-feiraa lagarta-chifre do tabaco. Eles estão se banqueteando com uma das duas variedades de tomate heirloom que Ngumbi está usando no experimento: Cherokee roxo e listrado alemão.
Metade das plantas de tomate na estufa não estão inundadas, permitindo que a equipe compare as plantas estressadas com aquelas cultivadas em condições mais comuns. Mas há mais investigações acontecendo aqui.
“Além disso, dentro deste experimento, estamos observando os micróbios”, diz Ngumbi. “Queremos entender como a comunidade microbiana muda em condições de inundação.”
Um dos principais focos de Ngumbi é como os micróbios do solo influenciam a saúde e a produtividade das plantas. Ela é fascinada por fungos micorrízicos, que formam associações íntimas com as raízes das plantas, oferecendo elementos essenciais como nitrogênio às plantas em troca de glicose fornecida pelas raízes.
As plantas de tomate estão todas crescendo em solo de uma fazenda de Illinois, mas metade também foi inoculada com cobertura morta de um fazendeiro local que desenvolveu sua própria receita para nutrir fungos micorrízicos no solo. Ngumbi quer ver se essa inoculação faz alguma diferença na capacidade das plantas de se defenderem das lagartas gordas.
Para medir as defesas das plantas, a equipe de Ngumbi coleta amostras de gases emitidos pelas plantas e as examina em busca de compostos orgânicos voláteis, os produtos químicos que as plantas usam para afastar insetos que as comeriam.
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Dois anos depois, Ngumbi publica os resultados desses e de outros experimentos de laboratório. Ela descobriu que as duas variedades de tomate diferiam na expressão genética e nos compostos voláteis que emitiam — antes de qualquer intervenção. E quando inundadas, ambas as variedades de tomate tinham perfis de emissão química muito diferentes do que quando cultivadas em condições normais. A herbivoria influenciou a produção desses compostos voláteis, mas não tanto quanto a inundação.
Hoje, os experimentos continuam, e o interesse de Ngumbi nos efeitos das inundações só se intensificou. Em uma nova revisão publicada no periódico Tendências em Pesquisa Vegetalela descreve as muitas mudanças que ocorrem quando as plantas ficam inundadas com água por dias ou semanas.
“A inundação é diferente de outros estressores relacionados ao clima porque priva as plantas de oxigênio, um elemento essencial e indispensável e substrato para o crescimento e desenvolvimento das plantas”, escreve Ngumbi. A inundação interrompe o metabolismo das plantas e a geração de energia. Ela interfere na fotossíntese. A inundação mata bactérias benéficas e promove micróbios patogênicos no solo. Ela também pode comprometer a capacidade das plantas de se defenderem de doenças e insetos nocivos, como a lagarta-do-tabaco.
Ngumbi também alerta que o aumento das inundações pode minar décadas de pesquisa destinada a tornar as plantas mais resilientes às mudanças climáticas. As inundações podem frustrar os esforços para construir a qualidade do solo e a saúde microbiana para tornar as plantações mais resilientes a estressores como calor e seca. As inundações também podem eliminar os ganhos derivados da engenharia genética ou do melhoramento de plantas.
Com a previsão de que a intensidade e a frequência das inundações aumentem em cerca de 7% para cada aumento de 1° C nas temperaturas médias globais, escreve Ngumbi, os cientistas devem considerar os impactos das inundações para “proteger os ganhos monumentais obtidos no desenvolvimento de culturas resistentes ao clima”.
Ngumbi é afiliado ao Instituto Carl R. Woese de Biologia Genômica da Universidade de Illinois.
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