Algumas plantas carecem de pigmento verde e de reprodução sexuada, mas essas características incomuns revelam informações importantes sobre o que define a vida vegetal. Um novo estudo envolvendo a Universidade de Kobe examina espécies do gênero Balanophora para entender como as plantas assexuadas e não verdes se desenvolvem e sobrevivem.
“Meu objetivo de longa data é repensar o que realmente significa ser uma planta”, diz Kenji Suetsugu, botânico da Universidade de Kobe. Ele continua: “Durante anos fui fascinado pelas plantas que abandonaram a fotossíntese e quero descobrir as mudanças que ocorrem no processo”. As espécies Balanophora representam um caso extremo, pois não fotossintetizam e, em vez disso, obtêm nutrientes das raízes da planta hospedeira. Eles permanecem no subsolo durante a maior parte de suas vidas e só aparecem acima do solo durante a época de floração, e algumas espécies apenas se reproduzem assexuadamente. “No entanto, embora tenham havido estudos separados sobre mudanças nos genomas das plantas, na sua ecologia e na sua reprodução, não sabemos como estão relacionadas entre si”, explica Suetsugu.
Ligando evolução, plastídios e ecologia em Balanophora
Para colmatar esta lacuna, Suetsugu decidiu reunir três áreas de investigação que não tinham sido examinadas em conjunto para Balanophora. Seu objetivo era esclarecer as relações entre as espécies, investigar como seus plastídios (parte de uma célula vegetal que atua como o “painel solar” da célula nas plantas verdes) evoluíram e determinar como suas estratégias reprodutivas se enquadram em seu contexto ecológico. Descrevendo a dificuldade da tarefa, ele diz: “Essas plantas são raras, irregulares e muitas vezes restritas a florestas íngremes e úmidas. Mas anos de experiência no estudo de Balanophora em pesquisas de laboratório e de campo, bem como relacionamentos de longa data com naturalistas locais, tornaram este projeto possível.” Para expandir o projeto, ele colaborou com especialistas do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa, especializados em genomas extremamente baixos.
A redução extrema de plastídios sugere migração de um ancestral compartilhado
A pesquisa já foi publicada na revista Novo Fitologistarelataram que todos os membros do grupo têm um genoma de plastídio drasticamente reduzido (o DNA não é armazenado no núcleo das células vegetais, mas diretamente no plastídio). A equipa concluiu que este declínio provavelmente ocorreu num ancestral comum antes da linhagem se dividir em múltiplas espécies. Suetsugu diz: “É emocionante ver até que ponto uma planta pode reduzir seu genoma de plastídio, que à primeira vista parece que o plastídio está em vias de desaparecer. Mas olhando mais de perto, descobrimos que muitas proteínas ainda são transportadas no plastídio, mostrando que mesmo que a planta tenha abandonado a fotossíntese, o plastídio ainda faz parte do VC da planta. “
Evolução repetida da reprodução assexuada entre regiões
Os pesquisadores também determinaram que a reprodução assexuada provavelmente surgiu diversas vezes dentro do grupo. As suas descobertas sugerem que as plantas desenvolveram precocemente a capacidade de produzir sementes sem fertilização, o que as ajudou a colonizar uma cadeia de ilhas que se estende desde o Japão continental, passando por Okinawa até Taiwan. “Na última década, estudei a polinização de Balanophora e a dispersão de sementes, onde grilos de camelo e baratas desempenham um papel inesperado, mas também notei que a produção assexuada de sementes muitas vezes garante a reprodução quando faltam parceiros ou polinizadores”, explica Suetsugu. Em algumas espécies, este sistema reprodutivo pode tornar-se o principal método de produção de descendentes.
Compreender como persistem plantas parasitas e não fotossintéticas
Para Suetsugu, o trabalho representa um passo importante para a compreensão de como as plantas não fotossintéticas funcionam e sobrevivem em ambientes naturais. Suetsugu diz: “Para quem passou muitas horas observando essas plantas em florestas escuras e úmidas, é profundamente gratificante ver sua história se desenrolar no nível genômico. Meu próximo objetivo é vincular essas descobertas a medições bioquímicas para entender o que os plastídeos Balanophora realmente produzem e como esses produtos ajudam seus parasitas a manter o crescimento das raízes. “
Esta pesquisa foi financiada pela Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência (Grant 23K14256), pelo Programa de Ciência da Fronteira Humana (Grant RGEC29/2024), pela Agência Japonesa de Ciência e Tecnologia (Grants JPMJPR21D6, JPMJFR2339) e pelo Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia, Taiwan (Grant-2015-2024). foi Foi conduzido em colaboração com pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa e da Universidade de Taipei.
