Conceito de Stresse Abiótico em Plantas
Perturbações metabólicas provocadas por factores físicos e químicos, os quais influenciam significativamente o crescimento e o desenvolvimento de plantas quando ocorrem em excesso ou em défice num certo ambiente. É o caso de temperaturas extremas, seca, alagamento, alta salinidade do solo, excesso ou défice de radiação solar, pesticidas, metais pesados, poluição. Como as plantas têm uma locomotividade muito baixa estão especialmente sujeitas a variações ambientais, tendo estas uma influência crucial na produtividade das culturas e consequentemente no Homem. Não obstante, o stresse abiótico pode ser um factor de selecção natural determinante que privilegia os mecanismos mais eficazes de sobrevivência.
As mudanças climáticas a ocorrer no planeta, incluindo o aumento da concentração de dióxido de carbono e mudanças na disponibilidade da água, levam à ocorrência de stresse abiótico com impacto na agricultura e nas florestas. Como consequência, novas variedades de cada cultura estão a ser sucessivamente utilizadas e a floresta está a sofrer mudanças na sua biodiversidade. O arroz, por exemplo, experiência seca e solos com alta salinidade na China e Índia, com impacto muito negativo na sua produção. A diversidade genética do arroz tem sido estudada e culturas adaptadas já estão a ser utilizadas na Índia.
Admite-se que a planta reconhece os stresses abióticos (estímulos) quando ocorre uma ruptura da estabilidade osmótica e iónica e/ou dano em proteínas estruturais e funcionais nas células. Dá-se então a transdução do sinal por moléculas mensageiras e proteínas específicas a todos os tecidos da planta, resultando em alterações da expressão de genes que levam a modificações metabólicas que constituem a resposta fisiológica. Esta resposta, dependendo do tempo decorrido após o estímulo e do seu tipo, pode ter duas consequências: a tolerância/adaptação ou a morte da planta.
A tolerância à seca, salinidade e também a altas temperaturas pode resultar da síntese na célula de moléculas que mantém a água no seu interior – osmólitos (exº açúcar manitol, aminoácido prolina), para além de proteínas protectoras (exº chaperonas) e desintoxicantes (ver stresse oxidativo). O sistema radicular pode tornar-se mais desenvolvido para aumentar a eficiência na captação de água e a superfície das folhas pode acumular uma maior quantidade de ceras para evitar perda de água por transpiração.
Níveis de radiação solar elevados e poluentes do ar (exº ozono) podem resultar em stresse oxidativo, com produção de moléculas com radicais livres de oxigénio em excesso (OOH–, O2–, O– e OH–) que danificam membranas celulares e dos organitos. Plantas tolerantes a este tipo de stresse podem sintetizar atempadamente enzimas e compostos antioxidantes que neutralizam aquelas moléculas, como peroxidases, superóxido dismutase, poliaminas, ácido ascórbico (vitamina C) e tocoferol (vitamina E). As adaptações de plantas em regime de excesso de luz e calor incluem a redução da área foliar e a acumulação de ceras nas folhas para tornar a sua superfície mais reflectora.
O stresse de frio causa dificuldades na captação de água por haver risco de congelação. Para contrariar esta tendência, as células vegetais podem formar mais canais membranares de transporte de água e sintetizar proteínas que envolvem e isolam os cristais de gelo. Podem também: a) exportar água para os espaços intercelulares, mantendo uma actividade metabólica residual; b) corrigir a fluidez das membranas aumentando a proporção de ácidos gordos insaturados; c) aumentar a resistência das paredes celulares com deposição de lenhina, ceras, etc.; d) aumentar a capacidade fotossintética, com a produção preferencial de sacarose (crioprotector) em detrimento do amido.
O stresse provocado por alagamento diminui a quantidade de oxigénio disponível no solo, promovendo o regime anaeróbio da raiz, com consequente diminuição da produção de ATP e quebra no metabolismo. Por outro lado, o alagamento promove a acção de bactérias anaeróbias e a diminuição do pH do solo, criando condições favoráveis à propagação de bactérias e fungos oportunistas/patogénicos das plantas. Os mecanismos de resposta da planta a este tipo de stresse passam por aumentar a síntese de enzimas induzidas por hipoxia: a) álcool desidrogenase, para promover a fermentação alcoólica e a formação de ATP; b) enzimas de regulação do pH; c) enzimas envolvidas na formação de aerênquimas, tecido parenquimatoso com grandes espaços intercelulares, facilitando as trocas gasosas.
