Os pinheiros de folha longa apóiam-se mutuamente por meio de micorrizas - relações mutuamente benéficas entre certos fungos e as raízes das árvores. Justin Meissen / Flickr, CC BY-SA

Como espécie, os humanos são programados para colaborar. É por isso que bloqueios e trabalho remoto pareciam difíceis para muitos de nós durante a pandemia COVID-19.

Para outros organismos vivos, o distanciamento social é mais natural. eu sou um cientista vegetal e passaram anos estudando como os sinais de luz afetam as plantas, desde o início do ciclo de vida de uma planta - a germinação das sementes - até a queda ou morte das folhas. No meu novo livro, “Lições das plantas, ”Eu exploro o que podemos aprender com o ajuste ambiental dos comportamentos das plantas.

Uma lição importante é que as plantas têm a capacidade de desenvolver interdependência, mas também evitá-la quando a conexão pode ser prejudicial. Geralmente, as plantas estão constantemente se comunicando e engajadas com outros organismos em seus ecossistemas. Mas quando essas conexões contínuas ameaçam causar mais danos do que benefícios, as plantas podem exibir uma forma de distanciamento social.

O poder de conexão e interdependência

Quando as condições são boas, a maioria das fábricas trabalha em rede. O grande maioria das plantas têm fungos que vivem sobre ou dentro de suas raízes. Juntos, os fungos e raízes formam estruturas conhecidas como micorrizas, que se assemelha a uma teia semelhante a uma rede.

As micorrizas aumentam a capacidade de suas plantas hospedeiras de absorver água e nutrientes, como nitrogênio e fosfato, por meio de suas raízes. Em troca, as plantas compartilham açúcares que produzem por meio da fotossíntese com seus parceiros fúngicos. Assim, os fungos e as plantas hospedeiras estão fortemente interconectados e dependem uns dos outros para sobreviver e prosperar.

Conexões micorrízicas podem conectar várias plantas em uma rede em funcionamento. Quando as plantas produzem mais açúcar do que o necessário, elas podem compartilhá-los por meio deste rede de fungos de raiz interconectada. Ao fazer isso, eles garantem que todas as plantas da comunidade tenham acesso à energia de que precisam para sustentar seu crescimento.

Dito de outra forma, essas conexões se estendem além de uma única planta hospedeira e seu parceiro fúngico. Eles criam relacionamentos comunitários e redes interdependentes de plantas e fungos. Fatores do ambiente externo, como a quantidade de luz disponível para a fotossíntese e a composição do solo ao redor das plantas, ajustam as conexões nessas redes.

Mycorrhizhae também servem como canais de comunicação. Os cientistas documentaram que as plantas passar produtos químicos defensivos, como substâncias que promovem resistência contra pragas de insetos, a outras plantas por meio de redes de fungos. Essas conexões também permitem que uma planta que foi atacada por pulgões ou outras pragas sinalize às plantas vizinhas para ativar preventivamente suas próprias respostas de defesa.

Mycorrhizhae são comunidades vivas de raízes de plantas e fungos que se beneficiam mutuamente de seu relacionamento.

Quando é mais seguro manter distância

Compartilhar recursos ou informações que ajudam outras plantas a evitar o perigo é um exemplo valioso do poder da conexão e da interdependência nos ecossistemas vegetais. Às vezes, no entanto, a sobrevivência exige que as plantas se desconectem.

Quando sinais ambientais, como luz ou nutrientes, tornam-se escassos o suficiente para que uma planta hospedeira possa produzir açúcares suficientes por meio da fotossíntese para suportar apenas seu próprio crescimento, permanecer ativamente interconectado em uma rede comunitária maior pode ser perigoso. Sob tais condições, a planta hospedeira perderia mais com o compartilhamento de suprimentos limitados de açúcar do que ganharia com a rede em água e nutrientes.

Em momentos como este, as plantas podem limitar conexões micorrízicas e desenvolvimento restringindo quantos materiais eles trocam com seus parceiros fúngicos e evitando fazer novas conexões. Esta é uma forma de distanciamento físico que protege a capacidade das plantas de se sustentarem quando elas têm suprimentos de energia limitados para que possam sobreviver por um longo prazo.

Quando as condições melhoram, as plantas podem retomar o compartilhamento com seus parceiros fúngicos e estabelecer conexões adicionais e interdependência. Mais uma vez, eles podem se beneficiar do compartilhamento de recursos e informações sobre o ecossistema com suas comunidades estendidas de plantas e fungos.

Reconhecendo parentesco e colaboração

O distanciamento social não é o único truque que as plantas usam para abrir seu caminho no mundo. Eles também reconhecem plantas relacionadas e ajustam suas habilidades para compartilhar ou competir de acordo. Quando as plantas que estão interconectadas por uma rede de fungos são parentes genéticos próximos, eles compartilhe mais açúcares com os fungos nessa rede do que quando as outras plantas estão mais distantemente relacionadas.

Priorizar os parentes pode parecer altamente familiar para nós. Os humanos, como outros organismos biológicos, frequentemente contribuem ativamente para ajudar nossos parentes a sobreviver. As pessoas às vezes falam disso como um trabalho para garantir que o “nome de família” continue vivo. Para plantas, parentes de apoio é uma forma de garantir que carreguem seus genes.

As plantas também podem transformar aspectos de seu ambiente para melhor apoiar seu crescimento. Às vezes, os nutrientes essenciais que estão presentes no solo são “presos” de uma forma que as plantas não podem absorver: por exemplo, o ferro pode se ligar a outros produtos químicos em formas muito semelhantes à ferrugem. Quando isso acontece, as plantas podem excretar compostos de suas raízes que essencialmente dissolvem esses nutrientes em uma forma que as plantas pode usar prontamente.

As plantas podem transformar seus ambientes dessa forma, individual ou coletivamente. As raízes das plantas podem crescer na mesma direção, em um processo colaborativo conhecido como swarming isso é semelhante a enxames de abelhas ou bandos de pássaros. Esse enxame de raízes permite que as plantas liberem muitos produtos químicos em uma determinada região do solo, o que libera mais nutrientes para o uso das plantas.

As árvores usam redes de fungos para enviar mensagens umas às outras - e algumas espécies sequestram o sistema para sabotar seus rivais.

Melhor junto

Comportamentos como simbiose micorrízica, reconhecimento de parentesco e transformação ambiental colaborativa sugerem que, em geral, as plantas são melhores juntas. Ao permanecer em sintonia com seu ambiente externo, as plantas podem determinar quando trabalhar em conjunto e promover a interdependência é melhor do que trabalhar sozinho.

Quando reflito sobre essas conexões sintonizáveis ​​e interdependência entre plantas e fungos, busco inspiração constante - especialmente durante este ano de pandemia. À medida que avançamos em um mundo em constante mudança, as plantas oferecem todos os tipos de lições para os humanos sobre independência, interdependência e apoio mútuo.

Sobre o autor

Beronda L. Montgomery, Professor de Bioquímica e Biologia Molecular e Microbiologia e Genética Molecular; Vice-presidente assistente interino de pesquisa e inovação, Michigan State University

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Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.