Cientistas da Universidade de Cambridge descobriram que forças mecânicas geradas durante o crescimento das folhas influenciam diretamente a orientação dos estômatos. Esses poros microscópicos são responsáveis pela troca de gases e retenção de água nas plantas.
A pesquisa, publicada na revista Cell Reports, acompanhou mais de 10 mil estômatos em 72 folhas embrionárias da planta-modelo Arabidopsis thaliana. O estudo analisou o desenvolvimento nos primeiros cinco dias após a germinação.
O estudo revelou que a geometria da célula é o fator dominante na orientação dos estômatos. A maioria das divisões celulares se alinha ao eixo mais longo da célula.
Os pesquisadores identificaram que o estresse mecânico gerado pela expansão da folha pode se sobrepor a essa regra geométrica. Em determinados contextos, esse estresse altera o posicionamento final dos poros.
Segundo o Dr. Leo Serra, primeiro autor do trabalho, as divisões estomáticas são fortemente guiadas pela geometria celular. Essa constatação isolada, porém, não explicava completamente o alinhamento observado em escala de órgão.
Para investigar o fenômeno, a equipe combinou imageamento ao vivo com modelagem computacional. Foram utilizadas plantas mutantes com adesão celular enfraquecida para visualizar os padrões de tensão na superfície das folhas.
O Dr. Euan Smithers, responsável pela modelagem, explicou que a equipe observou mudanças claras na orientação das divisões das células-guarda. As alterações ocorreram ao modificar experimentalmente as forças mecânicas aplicadas às folhas jovens.
A técnica envolveu dobrar delicadamente as folhas para modificar os padrões de estresse na superfície. O desafio foi considerável devido ao tamanho diminuto dos tecidos analisados.
A pesquisa também revelou diferenças marcantes entre os lados superior e inferior das folhas. O lado abaxial manteve um alinhamento mais coordenado ao longo do eixo da folha.
O lado adaxial apresentou desorganização mais precoce. A Dra. Sarah Robinson, líder do grupo de pesquisa no Laboratório Sainsbury, atribuiu essa divergência a taxas de crescimento distintas entre as duas faces da folha.
O crescimento mais rápido do lado superior provoca relaxamento mais intenso do estresse tênsil. O lado inferior, de crescimento mais lento, conserva padrões de tensão mais estáveis que favorecem alinhamento consistente.
Essa descoberta oferece nova compreensão sobre como as plantas coordenam o comportamento celular em tecidos inteiros. Conforme relatado pelo portal Phys.org, os estômatos desempenham papel crucial na produtividade agrícola.
Os estômatos regulam a captura de dióxido de carbono para a fotossíntese e limitam a perda de água durante períodos de seca. A compreensão aprofundada dos mecanismos que controlam sua orientação pode abrir caminho para culturas mais eficientes no uso da água.
O desenvolvimento de culturas com maior resiliência às mudanças climáticas também se torna possível. Embora o estudo não tenha testado diretamente o impacto funcional da orientação estomática, os pesquisadores sugerem que alinhar os poros aos padrões de estresse mecânico pode otimizar a abertura e fechamento das células-guarda.
Como os próprios estômatos geram forças mecânicas sobre as células vizinhas, a sensibilidade ao estresse também pode ajudar a posicionar novos poros. Isso melhoraria o desempenho global da planta.
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