Células vegetais podem sentir o toque

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Mesmo sem nervos, as plantas podem sentir quando algo as toca e quando as solta, descobriu um estudo conduzido pela Washington State University.

Em um conjunto de experimentos, células vegetais individuais responderam ao toque de um bastão de vidro muito fino enviando ondas lentas de sinais de cálcio para outras células vegetais e, quando essa pressão foi liberada, elas enviaram ondas muito mais rápidas. Embora os cientistas saibam que as plantas podem responder ao toque, este estudo mostra que as células vegetais enviam sinais diferentes quando o toque é iniciado e finalizado.

"É surpreendente como as células das plantas são delicadamente sensíveis - elas podem discriminar quando algo as toca. Elas sentem a pressão e, quando é liberada, sentem a queda na pressão", disse Michael Knoblauch, professor de ciências biológicas da WSU e autor sênior do estudo na revista Nature Plants. “É surpreendente que as plantas possam fazer isso de uma maneira muito diferente dos animais, sem células nervosas e em um nível muito bom”.

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Knoblauch e seus colegas conduziram um conjunto de 84 experimentos em 12 plantas usando agrião e tabaco que foram especialmente criados para incluir sensores de cálcio, uma tecnologia relativamente nova. Depois de colocar pedaços dessas plantas sob um microscópio, eles aplicaram um leve toque nas células individuais da planta com um microcantilever, essencialmente uma pequena haste de vidro do tamanho de um cabelo humano. Eles viram muitas respostas complexas dependendo da força e duração do toque, mas a diferença entre o toque e sua remoção era clara.

Dentro de 30 segundos do toque aplicado a uma célula, os pesquisadores viram ondas lentas de íons de cálcio, chamados de cálcio citosólico, viajando dessa célula através das células vegetais adjacentes, durando cerca de três a cinco minutos. A remoção do toque mostrou um conjunto quase instantâneo de ondas mais rápidas que se dissiparam em um minuto.

Os autores acreditam que essas ondas provavelmente se devem à mudança de pressão dentro da célula. Ao contrário das células animais com membranas permeáveis, as células vegetais também têm paredes celulares fortes que não podem ser facilmente quebradas, então apenas um leve toque aumentará temporariamente a pressão em uma célula vegetal.

Os pesquisadores testaram a teoria da pressão mecanicamente, inserindo uma pequena sonda de pressão capilar de vidro em uma célula vegetal. Aumentar e diminuir a pressão dentro da célula resultou em ondas de cálcio semelhantes provocadas pelo início e fim de um toque.

"Humanos e animais sentem o toque por meio de células sensoriais. O mecanismo nas plantas parece ser por meio desse aumento ou diminuição da pressão interna da célula", disse Knoblauch. "E não importa qual célula seja. Nós humanos podemos precisar de células nervosas, mas nas plantas, qualquer célula na superfície pode fazer isso."

Pesquisas anteriores mostraram que quando uma praga como uma lagarta morde uma folha de planta, ela pode iniciar as respostas defensivas da planta, como a liberação de produtos químicos que tornam as folhas menos saborosas ou até tóxicas para a praga. Um estudo anterior também revelou que escovar uma planta desencadeia ondas de cálcio que ativam diferentes genes.

O estudo atual foi capaz de diferenciar as ondas de cálcio entre tocar e soltar, mas ainda não se sabe como exatamente os genes da planta respondem a esses sinais. Com novas tecnologias como os sensores de cálcio usados ​​neste estudo, os cientistas podem começar a desvendar esse mistério, disse Knoblauch.

“Em estudos futuros, temos que acionar o sinal de uma maneira diferente do que foi feito antes para saber qual sinal, se tocar ou soltar, aciona eventos a jusante”, disse ele.

Referência: Howell AH, Völkner C, McGreevy P, et al. As células do pavimento distinguem o toque do deixar ir. Plantas Nat. 2023. doi: 10.1038/s41477-023-01418-9