Experimentos envolvendo bioeletricidade e análises estatísticas explicam oscilações que podem, por exemplo, determinar a direção do crescimento das plantas
Por Ana Fukui- Jornal da USP
Alguns dos ciclos das plantas mais conhecidos estão relacionados às estações do ano, tais como o surgimento das flores ou a queda de folhas. Estes ritmos naturais podem ser explicados pela variação da intensidade da luz solar a cada época. Entretanto, estudos recentes mostraram que as estruturas dos vegetais realizam oscilações independentes entre si, evidenciando um sistema bastante sofisticado de interações.
Este é o caso de uma estrutura reprodutiva estudada pela professora Maria Teresa Portes, do Instituto de Biociências (IB) da USP, chamada de saco polínico de um exemplar da espécie Arabidopsis thaliana. Os experimentos realizados por ela envolveram a bioeletricidade: “medir as diferenças de potencial no interior de uma célula para avaliar o fluxo de íons que sinalizam o movimento do tubo de pólen. Os sinais elétricos captados são, então, amplificados. A vantagem desta técnica é que ela é não invasiva, preserva o sistema intacto.”
Em seguida, os dados foram analisados em um modelo matemático baseado na teoria da complexidade, proposto pelo pesquisador de pós-doutorado do Instituto de Matemática e Estatística (IME) da USP, Daniel Damineli, que também assina o artigo cientifico publicado na revista Current Opinion in Cell Biology. Segundo ele, um dos pontos relevantes deste artigo foi evidenciar que “as plantas são mais dinâmicas do que imaginamos e interagem com o seu redor de forma não linear. A matemática foi usada para entender como os canais iônicos geram oscilações rápidas”.
As plantas geram oscilações em praticamente todas as escalas espaço-temporais da organização biológica. Arquétipo de uma planta com flores e um musgo (desenhado à esquerda) associados com seus respectivos órgãos/células/vias/moléculas (zoom no centro) onde são geradas oscilações de praticamente todas as escalas de tempo
A maneira nova de representar como as partes da planta têm um ritmo próprio proposta por pesquisadores da USP se destacou no universo acadêmico e até nas redes sociais, como o Twitter. O infográfico representa as oscilações das diferentes estruturas dos vegetais e evidencia um sistema bastante sofisticado de interações.
Sacos polínicos
Sacos ou tubos polínicos são estruturas que estouram num determinado momento para liberar os esporos e realizar a fecundação. Segundo os autores, as oscilações são importantes nesse processo para explicar o crescimento incomum do saco polínico: “a nossa hipótese do papel da bioeletricidade nos tubos polínicos pode ser entendida fazendo um paralelo com os potenciais de ação [comunicação elétrica] dos neurônios.
Os sacos polínicos têm uma onda do potencial de ação estabilizado na ponta da célula e, com isso, induzem à diferenciação de um polo celular. A localização dessa onda poderia determinar a direção do crescimento, sendo possível a orientação em direção a sinais vindos do óvulo. Os pulsos da onda geram oscilações na taxa de crescimento”, explica Daniel Damineli.
O artigo publicado também se destacou pela síntese dos estudos sobre oscilações das plantas, que mostram que flores, folhas, raízes têm ciclos próprios de atividade com períodos diferentes (ver infográfico). O estudo desses sistemas pode ser agrupado como biodinâmica sistêmica e procura compreender como os mecanismos regulam as funções biológicas das plantas.
Texto publicado em Jornal da USP
