Algumas plantas carecem de pigmento verde e de reprodução sexuada, mas essas características incomuns revelam informações importantes sobre a definição da vida vegetal. Um novo estudo envolvendo a Universidade de Kobe examinou espécies do gênero Ophioglossus para entender como as plantas vegetativas não verdes se desenvolvem e sobrevivem.
“Meu objetivo a longo prazo é repensar o que realmente são as plantas”, diz Kenji Suetsugu, botânico da Universidade de Kobe. Ele continuou: “Há muitos anos sou fascinado pelas plantas que desistem da fotossíntese e queria revelar as mudanças que ocorrem nesse processo”. As espécies de Ophiocephala representam um exemplo extremo, pois não fotossintetizam, mas sugam nutrientes das raízes das plantas hospedeiras. Eles vivem a maior parte de suas vidas no subsolo, emergindo acima do solo apenas durante a época de floração, e algumas espécies se reproduzem apenas assexuadamente. “No entanto, embora as mudanças nos genomas das plantas, na ecologia e na reprodução tenham sido estudadas separadamente, não sabemos como estão relacionadas”, explica Suetsugu.
Conectando evolução, plastídios e ecologia de Ophiocephala
Para colmatar esta lacuna, Suetsugu decidiu unificar três áreas de investigação sobre Ophiophyllum que nunca tinham sido estudadas em conjunto. Seu objetivo é esclarecer as relações entre as espécies, estudar como seus plastídios (parte da célula vegetal que atua como “painel solar” da célula nas plantas verdes) mudam e determinar como suas estratégias reprodutivas se adaptam ao seu nicho ecológico. Descrevendo a dificuldade do trabalho, ele disse: “Essas plantas são raras, distribuídas de forma desigual e muitas vezes restritas a florestas íngremes e úmidas. Mas anos de experiência no estudo de Ophiocephala em laboratório e estudos 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 altamente simplificados.
A redução extrema de plastídios sugere transição ancestral comum
A pesquisa já foi publicada na revista novo botânicorelataram que todos os membros deste grupo reduziram significativamente os genomas dos plastídios (o DNA não é armazenado no núcleo da célula vegetal, mas diretamente no plastídio). A equipa concluiu que esta redução provavelmente ocorreu num ancestral comum antes da linhagem se dividir em múltiplas espécies. “É emocionante ver até que ponto as plantas podem reduzir os seus genomas de plastídios”, disse Suetsugu. “À primeira vista, os plastídios parecem estar prestes a desaparecer. Mas, após uma inspeção mais detalhada, descobrimos que muitas proteínas ainda são transportadas para os plastídios, sugerindo que, embora as plantas tenham desistido da fotossíntese, os plastídios ainda são uma parte importante do metabolismo das plantas.”
Evolução repetida da reprodução assexuada na região
Os pesquisadores também determinaram que a reprodução assexuada pode ter ocorrido múltiplas vezes dentro do grupo. As suas descobertas sugerem que as plantas podem ter desenvolvido precocemente a capacidade de produzir sementes sem fertilização, o que as teria ajudado a colonizar uma cadeia de ilhas que se estende do Japão continental, passando por Okinawa, até Taiwan. “Na última década, estudei a polinização e a dispersão de sementes em Ophiocephala, onde os grilos e as baratas desempenharam um papel inesperado, mas também notei que quando os parceiros ou polinizadores são escassos, a produção de sementes assexuadas muitas vezes garante a reprodução”, explica Suetsugu. Em algumas espécies, este método de reprodução pode ter se tornado a forma dominante de produção de descendentes.
Aprenda como as plantas parasitas e não fotossintéticas sobrevivem
Para Suetsugu, este trabalho representa um passo importante para a compreensão de como as plantas que já não fotossintetizam continuam a funcionar e a sobreviver nos seus ambientes naturais. “Para alguém que passou muito tempo observando estas plantas em florestas escuras e úmidas, é muito gratificante ver a sua história se desenrolar ao nível do genoma”, disse Suetsugu. “Meu próximo objetivo é conectar esses resultados com medições bioquímicas para descobrir o que os plastídios de Ophioplasta realmente produzem e como esses produtos ajudam a sustentar o crescimento de plantas parasitas em suas raízes hospedeiras.”
Esta pesquisa foi financiada pela Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência (concessão 23K14256), pelo Programa de Ciência da Fronteira Humana (concessão RGEC29/2024), pela Agência de Ciência e Tecnologia do Japão (concessão JPMJPR21D6, JPMJFR2339) e pela Comissão Nacional de Ciência e Tecnologia de Taiwan (concessão 109-2311-B-845-001). O estudo foi conduzido em colaboração com pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa e da Universidade de Taipei.
