Cientistas encontram “freio” que limita crescimento das plantas

Uma descoberta sobre a forma como as plantas armazenam energia pode abrir caminho para culturas mais produtivas e resistentes às condições adversas. Pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciência, em Israel, identificaram um mecanismo molecular que funciona como uma espécie de “freio” na produção de amido pelas plantas.

A descoberta científica não é recente. Agora, porém, a novidade está na tentativa de transformar esse conhecimento em uma tecnologia para a agricultura. A ClimateCrop licenciou a pesquisa e trabalha para fazer com que diferentes culturas aproveitem melhor a energia produzida durante a fotossíntese.

• Conselho Oleícola Internacional amplia ações sobre azeite no Brasil
• Macadâmia ganha espaço entre cafeicultores

Os experimentos da empresa já envolveram batata, tomate, canola e sorgo. Segundo a ClimateCrop, o mecanismo apresentou efeito semelhante nas quatro culturas.

Na prática, a estratégia chama atenção porque não depende de ampliar a área cultivada ou aumentar diretamente o uso de água e fertilizantes. Em vez disso, os pesquisadores atuam em um mecanismo que já existe naturalmente dentro da planta.

O que os cientistas descobriram

Durante a fotossíntese, as plantas utilizam luz, água e dióxido de carbono para produzir açúcares. Nesse processo, parte do carbono capturado fica temporariamente armazenada nas folhas na forma de amido.

Essa reserva funciona como uma fonte de energia. Quando anoitece, por exemplo, não há luz para realizar fotossíntese. A planta, então, utiliza parte do que acumulou durante o dia para manter seu metabolismo e continuar o desenvolvimento.

Os pesquisadores do Instituto Weizmann identificaram uma cadeia bioquímica envolvida justamente no controle desse processo. À medida que a luminosidade diminui, proteínas participam de um mecanismo que reduz a formação de amido.

É esse sistema que passou a ser tratado como uma espécie de “freio” natural.

“Identificamos um comando muito específico enviado a uma das proteínas sinalizadoras, que diz à planta para parar de produzir amido. Quando neutralizamos esse comando, a planta produziu de 10% a 15% mais amido”, afirmou Yehuda Borenstein, cofundador e CEO da ClimateCrop, à AgFunderNews.

Como o “freio” pode ser desligado

A ClimateCrop trabalha para interferir nesse sistema por meio de edição genética direcionada, sem introdução de DNA externo, segundo a empresa.

Com a alteração do mecanismo regulador, a tecnologia busca permitir que a planta continue acumulando uma quantidade maior de amido durante o dia.

Dessa forma, a planta passaria a terminar o período de luz com uma reserva maior de energia disponível. Depois, esse estoque pode sustentar processos relacionados ao crescimento e à recuperação após situações de estresse.

A pesquisa original do Instituto Weizmann também encontrou um resultado relevante. Em experimentos com Arabidopsis, planta amplamente utilizada como modelo em pesquisas científicas, a remoção desse mecanismo aumentou a produção de amido em quase 20%.

Ainda assim, o resultado não significa automaticamente um aumento equivalente na produtividade agrícola. Afinal, produzir mais amido é diferente de necessariamente colher mais grãos, frutos ou biomassa.

Por isso, essa relação ainda precisa ser comprovada em condições comerciais e em diferentes ambientes de cultivo.

Batata, tomate, canola e sorgo entram nos testes

Enquanto a pesquisa original ajudou a revelar o funcionamento do mecanismo, a ClimateCrop avançou para avaliar seu potencial agrícola.

Um dos aspectos que mais chama atenção, nesse sentido, é a possibilidade de aplicar a tecnologia em diferentes espécies.

“Testamos em batata, tomate, canola e sorgo e, em todas elas, observamos um efeito semelhante”, disse Borenstein.

Isso ocorre porque o mecanismo biológico estudado está presente em diferentes plantas. Com isso, a tecnologia não ficaria necessariamente restrita às quatro culturas que já entraram nos experimentos.

A partir desses resultados, a ClimateCrop avalia levar a tecnologia futuramente para culturas agrícolas de grande importância mundial. Milho, arroz, trigo, soja, cana-de-açúcar, café e algodão aparecem entre as possíveis aplicações apresentadas pela companhia.

Por enquanto, porém, isso não significa que essas culturas já tenham variedades comerciais com a característica disponíveis aos agricultores. Entre um resultado experimental e a chegada de uma nova variedade ao campo, ainda existe um longo caminho.

Por que a planta tem esse “freio”?

A descoberta também provoca uma pergunta. Se armazenar mais amido pode ser vantajoso para a agricultura, por que as plantas desenvolveram um mecanismo capaz de limitar esse processo?

A resposta está relacionada à sobrevivência.

“As plantas não estão aqui para nós. O trabalho delas não é nos alimentar. Elas simplesmente querem sobreviver”, afirmou Borenstein.

Do ponto de vista evolutivo, portanto, uma planta não precisa necessariamente produzir o máximo possível de grãos, frutos ou biomassa. Antes de tudo, ela precisa encontrar um equilíbrio que permita sobreviver, reproduzir-se e responder às mudanças do ambiente.

Na agricultura, por outro lado, os objetivos são diferentes. Para o produtor, interessa transformar de maneira eficiente luz, água e nutrientes em produtividade.

É justamente nessa diferença que a ClimateCrop pretende atuar. Em vez de criar um processo totalmente novo, a empresa tenta modificar a maneira como a planta administra parte da energia que já produz.

Tecnologia também mira resistência à seca

O potencial da tecnologia não está restrito ao crescimento. Ao mesmo tempo, os pesquisadores avaliam se uma reserva maior de energia pode melhorar a resposta das plantas às condições ambientais adversas.

Durante períodos de calor intenso ou falta de água, por exemplo, as plantas precisam utilizar energia para preservar funções essenciais. Quando as condições melhoram, elas também precisam de recursos para retomar o desenvolvimento.

Nesse cenário, uma reserva maior de energia pode fazer diferença. Por isso, a ClimateCrop também relaciona a tecnologia à capacidade de enfrentar situações de estresse.

A empresa afirma que seu trabalho busca desenvolver plantas com maior tolerância à seca e às ondas de calor, além de uma recuperação mais rápida depois desses episódios.

Para a agricultura, essa característica ganha importância diante da irregularidade das chuvas e da ocorrência de temperaturas extremas em importantes regiões produtoras. Ao mesmo tempo, culturas capazes de se recuperar mais rapidamente podem reduzir parte das perdas provocadas pelo clima.

Tecnologia ainda precisa provar resultado no campo

Apesar dos resultados apresentados, a descoberta não significa que sementes com a tecnologia estarão disponíveis imediatamente aos produtores.

Antes disso, o desenvolvimento precisa avançar por testes agronômicos, validação em diferentes ambientes e exigências regulatórias. Somente depois dessas etapas uma tecnologia desse tipo poderá avançar para uma eventual adoção comercial em larga escala.

Além dessa etapa, será necessário demonstrar se uma reserva maior de amido resulta, de maneira consistente, em ganho de produtividade no campo. Afinal, uma lavoura enfrenta simultaneamente diferentes solos, temperaturas, regimes de chuva, pragas, doenças e sistemas de manejo.

Esse será o teste decisivo.

Se os resultados se confirmarem fora do ambiente experimental, a descoberta poderá abrir uma nova frente para o desenvolvimento de culturas agrícolas. Nesse caso, parte dos ganhos de produtividade poderá vir não apenas de máquinas, fertilizantes ou defensivos, mas também de uma compreensão mais profunda sobre como a própria planta administra a energia que produz.