Quaisquer que sejam os desafios que a vida apresente, as mães geralmente sabem o que é melhor, guiando seus filhos pelas fases arriscadas do desenvolvimento inicial.

   Esse cenário, familiar quando aplicado aos humanos, também se aplica às plantas, de acordo com uma pesquisa intrigante do John Innes Centre e do Earlham Institute.

   O estudo, publicado na revista PNAS, aborda questões antigas da biologia: as plantas conseguem perceber o ambiente diretamente em suas sementes em desenvolvimento, ou as informações sazonais adquiridas pelos pais são de alguma forma transmitidas para a semente?

   Para investigar isso, os pesquisadores aproveitaram os avanços na tecnologia de célula única, que permitem a análise molecular de células individualmente e dentro do contexto de seu ambiente tecidual, in situ.

   Eles aplicaram essa tecnologia em desenvolvimento a amostras de tecido de Arabidopsis thaliana, uma planta "modelo" com órgãos reprodutivos masculinos e femininos.

   Assim, descobriram que o ácido absísico (ABA), um hormônio vegetal, aumenta em tecidos reprodutivos maternos específicos da planta quando as temperaturas caem.

   Nessas condições mais frias, esse hormônio, um inibidor do crescimento vegetal, é enviado precocemente para a semente em desenvolvimento em uma taxa mais alta, ajudando-a a entrar em dormência (o "estado de repouso" que impede as sementes de crescerem até que as condições ambientais sejam favoráveis).

   Em temperaturas quentes, benéficas para a germinação bem-sucedida das sementes, os pesquisadores observaram que o ABA não atinge o pico precocemente, mas aumenta de forma constante, desempenhando um papel menor na indução da dormência das sementes.

   Outros tecidos não maternos mostraram pouca ou nenhuma alteração no ABA com a temperatura. Experimentos adicionais mostraram que plantas-mãe incapazes de produzir o hormônio não conseguiam induzir uma resposta de dormência em suas sementes.

   Em conjunto, os experimentos revelam um mecanismo pelo qual as sementes em desenvolvimento recebem informações recentes sobre temperatura e nutrientes sazonais da planta-mãe, na forma de ABA.

   A pesquisa é uma contribuição fundamental para o debate sobre quanto tempo as plantas levam para se adaptar às mudanças climáticas. A mensagem deste estudo é que, até certo ponto, elas podem se adaptar quase imediatamente porque são pré-adaptadas por suas mães ao ambiente para o qual são dispersas, usando mensagens hormonais de resposta rápida.

   Ao destacar como o transporte hormonal pode influenciar características de uma geração para a seguinte, o estudo introduz uma nova ferramenta vital, juntamente com a herança genética e epigenética, para pesquisadores e melhoristas que buscam desenvolver culturas adaptadas ao clima.

   A pesquisa também pode ajudar a resolver um grande problema na agricultura relacionado à germinabilidade – a capacidade de uma semente germinar no momento certo, o que leva a colheitas mais previsíveis para os agricultores. O conhecimento adquirido nesses experimentos pode permitir o desenvolvimento de sementes mais bem adaptadas ao ambiente local em que a planta-mãe cresceu.

   O professor Steve Penfield, líder de grupo no John Innes Centre e autor correspondente do estudo, disse: “Como seres humanos, dedicamos muito esforço para ajudar as crianças a se adaptarem ao seu ambiente social, e encontramos um padrão semelhante nas plantas. A temperatura e a disponibilidade de nutrientes que a planta-mãe experimenta determinam a quantidade de hormônio que ela transfere para a semente.

   “Isso mostra que as plantas não dependem apenas da evolução ou de mudanças genéticas; elas podem simplesmente adquirir a quantidade certa de hormônio para ajudar a pré-adaptar as sementes ao ambiente que a planta-mãe experimentou.”

   Uma característica importante da pesquisa foi o uso combinado das plataformas 10X Genomics Chromium X (sequenciador de célula única de alto rendimento) e BD FACSAria™ Fusion (citômetro de fluxo) no Earlham Institute.

   Anteriormente, os efeitos do hormônio eram difíceis de detectar ao se analisar os tecidos inteiros da fruta, mas o exame de tecidos individuais com o auxílio de equipamentos de biossensoriamento revelou uma atividade subcelular nunca antes vista.

   O Professor Penfield afirmou: “Conseguimos visualizar todas as células em que o hormônio está presente, o movimento dos tecidos maternos para a semente e a resposta de cada célula da semente ao hormônio materno. Nunca havíamos conseguido observar esse nível de detalhe incrível antes; a tecnologia e a expertise dos colegas do Earlham Institute foram transformadoras nessa área de pesquisa.”

   O Dr. Andrew Goldson, coautor do artigo e gerente da plataforma de análise espacial e de célula única no Earlham Institute, disse: “Tentar extrair informações de uma amostra em massa é como tentar isolar sabores individuais em um smoothie de frutas.” A tecnologia de célula única é uma forma de isolar esses sabores individuais; ela nos permite obter dados específicos de cada célula dentro de um tecido.

   * O artigo " Adaptation of seed dormancy to maternal climate occurs via intergenerational transport of abscisic acid" foi publicado na PNAS (https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2519319122).