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Plantas que tiram os óculos rapidamente

Pela primeira vez, cientistas conseguiram aumentar a eficiência da fotossíntese

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Fernando Reinach

07 Janeiro 2017 | 03h00

Pela primeira vez, cientistas conseguiram aumentar a eficiência da fotossíntese. Serão mais alimentos produzidos na mesma área. E potencialmente uma menor pressão sobre as florestas.

Todos os seres vivos, direta ou indiretamente, são construídos usando a energia que chega à Terra na forma de luz solar. E o processo que capta e utiliza a luz é o que chamamos de fotossíntese. Até os animais, que não fazem fotossíntese, ou constroem seus corpos comendo plantas (zebras) ou comendo os animais que comem as plantas (leões). Alguns, como nós, comem plantas (alface) ou animais que comem plantas. Mas uma coisa é certa: tudo o que é matéria viva é produto da fotossíntese. 

Ela é tão sofisticada que durante o século 20 os cientistas acreditavam que seria impossível melhorá-la. Agora essa barreira foi quebrada. Vale a pena entender como isso foi possível. Se você já dirigiu em uma estrada com o Sol nos olhos, você sabe como as plantas sofrem. A quantidade de luz é tão grande que somos obrigados a usar óculos escuros. Mas, quando entramos em um túnel, temos de tirar os óculos para enxergar. Ao sair do túnel, colocamos de novo. As plantas têm mecanismo similar. Quando muita luz atinge a folha, esse excesso pode torrar o sistema fotossintético, e as plantas rapidamente ativam uma espécie de óculos escuros, que desvia parte da luz. Ela é dissipada na forma de calor, em vez de ser usada para sintetizar açúcar. Quando a quantidade de luz diminui, esse sistema é desativado. 

Variações na quantidade de luz que atinge as folhas ocorrem rapidamente e muitas vezes ao dia. São as nuvens que encobrem o Sol, o vento que faz com que uma folha faça sombra sobre as outras e a mudança da posição do Sol em relação à copa das árvores.

Quando esse mecanismo foi descoberto, os cientistas observaram que a ativação do mecanismo de proteção (colocar os óculos) ocorre rapidamente para evitar que o mecanismo da fotossíntese seja destruído, mas, quando a quantidade de luz diminui e a planta precisa desativar a proteção (tirar os óculos), isso ocorre muito lentamente. Fazendo algumas contas, os cientistas descobriram que, se a planta fosse capaz de desativar a proteção mais rapidamente, a quantidade de açúcar produzida ao longo do dia poderia aumentar bastante, algo entre 7% e 40%.

Foi com base nessa observação que os cientistas decidiram tentar aumentar a velocidade com que a planta desativa a proteção. Para isso, identificaram três genes que codificavam três proteínas envolvidas. E decidiram colocar mais cópias desses genes em uma planta-modelo (no caso, o tabaco). Feita a modificação, observaram que a quantidade dessas proteínas estava mais que dobrada nessas plantas. 

Usando folhas isoladas, eles mediram quão mais rápido essas plantas desativavam a proteção. Enquanto as normais levavam até 21 segundos para “tirar os óculos”, essas plantas modificadas reagiam em menos de 15 segundos. Quando os cientistas aumentavam e diminuíam a luz sequencialmente, as plantas modificadas, por voltar a fazer fotossíntese mais rapidamente (seis segundos antes em cada ciclo), acabavam por sintetizar 9% mais açúcar.

Depois, os cientistas plantaram no campo, lado a lado, as plantas normais e as espertas (rápidas em tirar os óculos). As plantas modificadas cresceram mais rápido e produziram 20% mais biomassa (folhas) que as plantas não modificadas. E mais importante: nenhum efeito colateral foi detectado. Esse resultado demonstra que, ao voltar mais rápido a produzir açúcar quando a luz diminui, as folhas ficam mais eficientes e a fotossíntese, mais produtiva.

Como o mecanismo da fotossíntese é praticamente igual em todas as plantas, e esse mecanismo de proteção contra excesso de luz existe em todos os vegetais, os cientistas acreditam que esse método poderá ser aplicado a todos os vegetais de interesse, como milho, soja, cana-de-açúcar e árvores frutíferas. Se isso se concretizar, nos próximos anos vamos produzir mais alimentos em menos área e isso talvez nos ajude a preservar o que resta de florestas e cerrados no país que mais pode produzir alimentos, o Brasil.

MAIS INFORMAÇÕES: IMPROVING PHOTOSYNTHESIS AND CROP PRODUCTIVITY BY ACCELERATING RECOVERY FROM PHOTOPROTECTION. SCIENCE, VOL. 354, PÁG. 857 (2016)

* É BIÓLOGO

 

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