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A germinação é uma etapa crucial na vida de uma planta, pois ela deixará o estágio de semente resistente a diversas condicionantes ambientais (condições climáticas, ausência de elementos nutritivos, etc.) para se tornar uma muda muito mais vulnerável. A sobrevivência da planta jovem depende do momento dessa transição. Portanto, é essencial que esta etapa seja finamente controlada. Uma equipe suíça, liderada por cientistas da Universidade de Genebra (UNIGE), descobriu o termômetro interno das sementes que pode atrasar ou até bloquear a germinação se as temperaturas forem muito altas para a futura muda. Este trabalho pode ajudar a otimizar o crescimento das plantas em um contexto de aquecimento global. Estes resultados podem ser lidos na revista Natureza Comunicações.
As sementes recém-formadas estão dormentes: são incapazes de germinar. Depois de alguns dias (ou até meses, dependendo da espécie), as sementes despertam e adquirem a capacidade de germinar durante a estação favorável para o crescimento de mudas e produção de novas sementes. No entanto, sementes não dormentes ainda podem decidir seu destino. Por exemplo, uma semente não dormente que é repentinamente submetida a temperaturas excessivamente altas (>28°C) pode bloquear a germinação. Este mecanismo de repressão por temperatura (termoinibição) permite uma regulação muito fina. Uma variação de apenas 1 a 2°C pode, de fato, retardar a germinação de uma população de sementes e, assim, aumentar as chances de sobrevivência de futuras mudas.
Uma proteína chave: fitocromo B
O grupo de Luis Lopez-Molina, professor do Departamento de Fitotecnia da Faculdade de Ciências da UNIGE, está interessado no controle da germinação em Arabidopsis thaliana, espécie vegetal pertencente à família Brassicaceae e utilizada como modelo em diversos projetos de pesquisa. Para entender os mecanismos de detecção que permitem que as sementes desencadeiem a termoinibição, os cientistas exploraram a trilha de fenômenos já descritos e bastante semelhantes em plantas jovens, ou seja, em estágio mais avançado de desenvolvimento.
De fato, as mudanças de temperatura também são percebidas pelas mudas, nas quais um leve aumento na temperatura promove o crescimento do caule. Essa adaptação é semelhante à observada quando uma planta se encontra à sombra de outra: ela se alonga para escapar da sombra para se expor à luz solar mais favorável à fotossíntese. Essas variações são detectadas por uma proteína sensível à luz e à temperatura, o fitocromo B, que normalmente atua como um freio no crescimento das plantas. Um aumento de 1 a 2°C promove a inativação do fitocromo B, o que o torna menos eficaz na prevenção do crescimento.
Um termômetro interno
Para entender se o fitocromo B também desempenha um papel na termoinibição durante a germinação, os autores dissecaram as sementes para separar os dois tecidos dentro da semente: o embrião (que dará origem à planta jovem) e o endosperma (tecido nutritivo que também controla a germinação em Arabidopsis semente). Ao contrário dos embriões cultivados em contato com o endosperma, os pesquisadores descobriram que os embriões privados de seu endosperma são incapazes de interromper seu crescimento sob temperaturas muito altas, o que os leva à morte.
“Descobrimos que a termo-inibição em Arabidopsis não é controlado autonomamente pelo embrião, mas implementado pelo endosperma, revelando uma nova função essencial para esse tecido”, explica Urszula Piskurewicz, pesquisadora do Departamento de Fitotecnia da Faculdade de Ciências da UNIGE e primeira autora do estudo. ”Ou seja, na ausência do endosperma, o embrião dentro da semente não perceberia que as temperaturas estão muito altas e iniciaria sua germinação, o que seria fatal”.
Otimizando a germinação da cultura
A inibição térmica da germinação é um novo exemplo da influência das variações climáticas em certos fenômenos cíclicos da vida vegetal (germinação, floração, etc.). “Espera-se que essa característica tenha um impacto na distribuição de espécies e na agricultura vegetal e esse impacto será maior à medida que as temperaturas aumentarem em todo o mundo”, relata Luis Lopez-Molina, o último autor do estudo. Uma melhor compreensão de como a luz e a temperatura desencadeiam ou atrasam a germinação das sementes pode, de fato, ajudar a otimizar o crescimento de plantas expostas a uma ampla gama de condições climáticas.
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