Cientistas desvendam segredo do mecanismo de fechamento de planta carnívora

Coitada da mosca que pousa em uma dioneia. Quando o inseto toca as estruturas semelhantes a pelos dessa notável planta carnívora, sua armadilha se fecha, condenando a vítima a ser digerida ao longo de vários dias por enzimas secretadas. Cientistas descobriram agora o mecanismo físico por trás desse fechamento repentino.

Pesquisadores afirmaram que experimentos mostraram que o fechamento da armadilha da planta carnívora Vênus é iniciado por um rápido amolecimento das paredes celulares na camada externa da armadilha da planta, que é uma folha altamente modificada dividida em dois lóbulos articulados que se assemelham a mandíbulas com dentes.

Por mais de um século, a hipótese predominante era que o fechamento da armadilha era impulsionado por uma rápida redistribuição de água dentro da folha, com a água se movendo entre as células para inchar um lado da folha. A nova pesquisa aponta para um mecanismo biológico diferente.

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"Uma das plantas mais emblemáticas do mundo ainda consegue nos surpreender. Após mais de um século de pesquisas, continuamos descobrindo coisas fundamentalmente novas sobre o funcionamento da planta carnívora Vênus", afirmou o físico Yoël Forterre, do CNRS (Centro Nacional de Pesquisa Científica da França) e da Universidade de Aix-Marselha, autor principal do estudo publicado na quinta-feira na revista Science .

A dioneia (ou planta carnívora do gênero Venus flytrap) é uma pequena planta carnívora nativa de uma região restrita da Carolina do Norte e da Carolina do Sul, nos Estados Unidos. Como muitas plantas carnívoras, ela cresce em ambientes pobres em nutrientes e complementa sua nutrição capturando e digerindo insetos.

Em experimentos conduzidos em Marselha, os pesquisadores utilizaram imagens de alta velocidade, medições mecânicas por indentação da camada externa da planta e modelagem mecânica. Eles também mediram o transporte de água dentro do tecido vegetal para descartar essa possibilidade como mecanismo envolvido.

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"A planta utiliza pelos sensíveis especializados localizados na superfície interna da armadilha. Quando um inseto toca esses pelos duas vezes em um curto período de tempo, a armadilha se fecha. O fechamento pode ocorrer em apenas um décimo de segundo", disse Forterre.

"Nossa hipótese é que a armadilha já esteja mecanicamente carregada antes de ser acionada, de forma semelhante a uma mola. Quando a armadilha é estimulada, as paredes celulares da camada epidérmica externa amolecem rapidamente em cerca de 30 a 40%, o que significa que a parede celular se torna mais flexível. Isso libera tensões internas armazenadas no tecido e faz com que a armadilha se dobre e se feche. O amolecimento ocorre em cerca de um segundo", disse Forterre.

Quando a armadilha se fecha, o inseto fica selado lá dentro para ser digerido.

"Ao medir diretamente a mecânica da armadilha viva enquanto ela responde, identificamos o 'motor' interno que impulsiona a folha além de seu limite de instabilidade e desencadeia o fechamento repentino que a fecha", disse a física e principal autora do estudo, Jeongeun Ryu, que trabalhou no estudo como pesquisadora de pós-doutorado no CNRS e na Universidade de Aix-Marselha.

Após a planta absorver o líquido rico em nutrientes produzido pelos processos digestivos, a armadilha se reabre, deixando para trás o exoesqueleto vazio do inseto.

"O que acho notável é que a evolução muitas vezes não inventa mecanismos totalmente novos, mas sim reutiliza e aprimora os já existentes. Sabe-se que as plantas modificam as propriedades mecânicas de suas paredes celulares durante o crescimento, mas a planta carnívora Vênus parece levar esse mecanismo ao extremo, utilizando-o em uma escala de tempo de cerca de um segundo", disse Forterre.

Existem aproximadamente 800 espécies conhecidas de plantas carnívoras. Elas não são todas intimamente relacionadas, o que indica que o hábito de comer carne evoluiu independentemente diversas vezes durante a evolução das plantas.

O mecanismo de fechamento da planta carnívora Vênus é um tema que há muito interessa a cientistas, incluindo Charles Darwin, o naturalista do século XIX que desenvolveu a teoria da evolução por seleção natural. Os pesquisadores vislumbram potenciais aplicações práticas em suas descobertas.

"Até onde sabemos, esta é a primeira vez que uma mudança tão rápida nas propriedades mecânicas das paredes celulares foi observada em uma planta", disse Ryu.

"Isso resolve uma questão que remonta a Darwin - o que impulsiona um dos movimentos mais rápidos do reino vegetal - e aponta para uma nova forma de um ser vivo se mover: não bombeando fluido ou simplesmente colapsando, mas ajustando ativamente a rigidez de seu próprio material. Esse princípio poderia eventualmente inspirar robôs flexíveis ou materiais inteligentes, embora isso ainda seja uma perspectiva de longo prazo", disse Ryu.

Fonte: CNN