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Coisas que o tempo nos revela: a cronobiologia, as plantas e as descobertas que nos fascinam

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Você já parou para pensar que seu tempo é dividido em blocos de 24 horas? Esse tempo é aquele que a Terra precisa para completar um giro em torno de si mesma, e esse mesmo tempo de 24 horas regra a vida de quase todos os oganismos viventes no planeta.
Ao longo da evolução, surgiram independentemente em várias linhagens mecanismos moleculares que ajudam o corpo a se regular aos ciclos de 24 horas da Terra. A esse mecanismo damos o nome de relógio biológico, e o ritmo de 24 horas é chamado ritmo circadiano.
É interessante notar que várias linhagens tenham desenvolvido de formas diferentes uma maneira de controlar todo o metabolismo animal e vegetal! Nos seres humanos, há um órgão responsável por sincronizar as células do nosso corpo: os núcleos supraquiasmáticos. Em plantas, descobriu-se recentemente que a vasculatura funciona como um tecido sincronizador de diversas partes do vegetal: parte aérea e raízes, mas também diferentes células da parte aérea. Faz sentido pensar que possuir um mecanismo que lhe permita estar sincronizado com o ambiente em que vivemos pode conferir uma vantagem evolutiva, né? Imagina se nós tivéssemos ritmos de 36 horas, com a Terra tendo um ritmo de 24 horas… seria uma bagunça!
Nas plantas, o relógio biológico é composto de três “partes”: um oscilador central, vias de entrada (que recebem estímulos do ambiente) e vias de saída (que regulam o metabolismo em diversos níveis). O funcionamento do relógio é um assunto muito complexo, que tem intrigado cientistas da área de fisiologia molecular vegetal. Às vezes temos a impressão que tudo influencia o relógio e que o relógio pode influenciar tudo, uma vez que a regulação do metabolismo e as vidas de entrada e saída do relógio se interconectam em vários pontos.
Como manter então a fisiologia de um organismo relativamente estável, estando num ambiente instável, sujeito a variações das condições biótica e abióticas? Uma revisão recente sobre o assunto mostrou a que ponto estamos de compreender o funcionamento do relógio e como ele ajuda a regular o metabolismo vegetal. Desde a assimilação de carbono (quando as plantas absorvem CO2 do ar e transformam em compostos de carbono como o açúcar, por meio da fotossíntese), até à regulação da absorção de micro e macronutrientes no solo: tudo isso está de alguma forma controlad pelo relógio! A figura a seguir, retirada de um artigo publicado este ano na revista Frontiers in Plant Science, mostra como é complexa essa regulação.

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(Retirada de http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2015.00299/full)

As siglas nos retângulos são nomes de genes do oscilador central do relógio, enquanto as flechas mostram como esses genes se regulam entre si. Se você olhar bem, os retângulos forma um círculo, mostrando quais genes são “usados” (ou expressos) ao longo do dia, no sentido horário. A parte amarela superior da figura mostra processos fisiológicos que a planta realiza durante o dia, enquanto a parte inferior mostra aqueles que acontecem de noite.
O relógio biológico das plantas está também relacionado a outros processos, como tempo de floração, percepção de estações do ano, senescência (envelhecimento e morte). Se você quiser se informar mais, que tal assistir a este vídeo curtinho que conta mais um pouco sobre como as plantas percebem o tempo?

http://ed.ted.com/lessons/how-plants-tell-time-dasha-savage

Fontes:
Haydon M, Román A & Arshas W (2015). Nurrient homeostasis withon the plant circadian network. Frontiers in Plant Science, doi10.3389/fpls.2015.00299.

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