Ao contrário do que se conhece até o momento, as rosas não têm espinhos, que na verdade são as pontas afiadas, duras e secas de certos arbustos, árvores e, claro, dos cactos. As flores, em vez disso, têm acúleos, que se formam a partir da epiderme da planta, em um processo semelhante ao crescimento do cabelo.
A descoberta foi publicada na quinta-feira, 1º de agosto, no periódico Science. Espinhos e acúleos são defesas que apareceram durante a evolução para proteger as espécies dos herbívoros, animais que comem plantas, e também podem auxiliar no crescimento, competição de plantas e retenção de água, de acordo com o estudo.
O coautor do estudo Zachary Lippman, biólogo vegetal, professor de genética no Cold Spring Harbor Laboratory em Long Island, Nova York, e pesquisador do Howard Hughes Medical Institute, explica que os acúleos existem há pelo menos 400 milhões de anos, aparecendo pela primeira vez nos caules das samambaias e seus parentes. Desde então, a característica apareceu — e desapareceu — em diferentes pontos do tempo evolutivo.
Não se sabia exatamente o que fazia com que samambaias e outras plantas não relacionadas desenvolvessem acúleos. Agora, os autores do estudo descobriram que uma antiga família de genes conhecida como Lonely Guy (Cara Solitário, em português), ou LOG, serviu como um guardião para a característica, fazendo com que ela aparecesse e desaparecesse em diferentes espécies ao longo de milhões de anos.
Um dos gêneros de plantas mais diversos, conhecido como Solanum, que inclui culturas como batatas, tomates e berinjelas, ganhou espinhos pela primeira vez há 6 milhões de anos. Hoje, o gênero tem mais de 1.000 espécies que aparecem em todo o mundo, com cerca de 400 delas com acúleos, de acordo com a Universidade de Utah.
Quando uma característica comum, como os acúleos, aparece independentemente em diferentes linhagens e espécies, é chamado de evolução convergente. Isso ocorre quando as espécies se adaptam de forma semelhante para atender certas necessidades ambientais.
“Asas são outro exemplo de uma característica que evoluiu dessa forma entre diferentes espécies de pássaros, bem como outros animais, como os morcegos e até mesmo alguns tipos de esquilos que têm uma estrutura semelhante a asas”, disse Lippman.
A rosa, símbolo de amor e romance, também é conhecida pela quantidade de ‘espinhos’ em seus caules. Segundo os especialistas eles representam mecanismos de defesa da flor que se protege dos animais que tentam mastigar seus botões.
Além das rosas, outras plantas também apresentam esse mecanismo de defesa: a Bougainville, conhecida popularmente como primavera, a coroa-de-cristo, usada inclusive para proteger cercas, além dos arbustos floridos responsáveis por nos dar framboesas e amoras, diversas plantas apresentam pontas afiadas.
Mas por que todas essas espécies, muitas das quais evoluíram separadamente ao longo de milhões de anos, tem a mesma característica espinhosa?
Os pesquisadores internacionais descobriram que a resposta está em seu DNA, traçando a origem até uma antiga família de genes responsável pelos espinhos em todas essas variações.
Ao remover os acúleos de várias espécies, incluindo rosas e berinjelas, os autores descobriram que um gene LOG era responsável pelos espinhos em cerca de 20 tipos de plantas estudadas. Genes relacionados ao LOG são encontrados em todas as plantas, até mesmo nos musgos, que são considerados a primeira planta de terra seca, disse Lippman.
Os genes são responsáveis por ativar um hormônio conhecido como citocinina, que é importante para as funções básicas de uma planta a nível celular, incluindo divisão e expansão celular, o que por sua vez afeta o crescimento da planta.
“Nosso estudo é, creio eu, provavelmente o primeiro a realmente demonstrar o poder dessas ferramentas [sequenciamento genético e genômico] para abranger uma distância evolutiva tão ampla e fazer essa pergunta muito clássica sobre a evolução convergente em plantas ou animais”, explicou o professor de genética Zachary Lippman.
A descoberta acrescenta uma ferramenta valiosa para pesquisadores que buscam entender a extensão da proteção que os acúleos oferecem contra animais herbívoros. “Esse nível de defesa tem sido desafiador de avaliar anteriormente, já que remover manualmente os espinhos de plantas já cultivadas — para testar se elas são mais vulneráveis sem eles — danifica o tecido e pode comprometer a saúde das plantas”, disse Tyler Coverdale, professor assistente de ciências biológicas na Universidade de Notre Dame.
“Os acúleos são um desenvolvimento evolutivo essencial que permite que as plantas resistam à herbivoria, razão pela qual muitas das plantas com acúleos no gênero Solanum são encontradas em áreas com diversidade historicamente alta de grandes herbívoros. Ao eliminar os acúleos com mutações genéticas direcionadas, podemos entender mais completamente o papel ecológico das defesas físicas das plantas”, disse Coverdale.
“Antes dessa descoberta, outro método usado para tentar remover os acúleos das plantas era tentar cruzar a planta com outra variação que tivesse perdido seus acúleos naturalmente”, disse Lippman, e “é por isso que hoje existem algumas espécies de rosas sem acúleos”.
Mas agora que o gene responsável pelos acúleos foi identificado, os cientistas podem removê-los utilizando técnicas de edição de genoma como CRISPR, um método que os cientistas usam para modificação de DNA de organismos vivos.
Para fins agrícolas, a remoção dos espinhos pode facilitar a colheita e abrir caminho para que produtos menos conhecidos cheguem aos supermercados.
Um exemplo que os autores usam são as passas do deserto, que são frutas cultivadas em arbustos espinhosos nativos da Austrália. “Com os espinhos removidos, a fruta poderia ser cultivada com muito mais facilidade e seria mais semelhante às frutas comuns de supermercado, como mirtilos e morangos”, explica o biólogo Lippman.
“É realmente sobre ter mais conhecimento… e entender o quão importantes as mutações foram para nos dar a comida que comemos na escala em que a comemos, e saber que há mais potencial lá fora”, disse Lippman. “Quanto mais entendermos os bastidores, mais teremos a chance de ajustar o sistema, ou o motor, se preferir, para fazê-lo funcionar ainda melhor“, concluiu Zachary Lippman, pesquisador do Howard Hughes Medical Institute.
A descoberta não apenas abre as portas para cientistas que buscam criar variantes sem espinhos dessas espécies, mas também fornecem informações sobre a história evolutiva de um gênero extremamente diverso de plantas.
Fotos: José Rodrigues e Reprodução