Um gene é a chave para tornar as frutas mais carnudas e comestíveis
O tomate e o tabaco pertencem à família das beladonas, mas seus frutos evoluíram de forma diferente. Descobrir o momento em que cada um se transforma em baga ou cápsula é importante para a segurança alimentar e, num laboratório da Faculdade de Ciências Exatas e Naturais, têm-se avançado nas pesquisas sobre o assunto.
Grupo de Pesquisa sobre Evolução e Desenvolvimento em Plantas – Evo-Devo – eles pesquisam tomate e tabaco, duas espécies muito utilizadas pelo homem que, embora pareçam diferentes, na verdade são da mesma família: as solanáceas.
Fruto seco de tabaco, semente que está sendo investigada no grupo Evo-Devo e que pode ser fundamental para auxiliar no desenvolvimento dos frutos carnosos de outras solanáceas. Foto: Wikimedia.
Para que servem os freios de um veículo? Essa pergunta e sua resposta parecem óbvias, mas se alguém não souber, pode recorrer a um método de pesquisa já bastante usado: retire esta peça e veja como o resto funciona sem ela.
O tomate, base de muitos molhos e saladas, é uma fruta carnuda. As folhas do tabaco são usadas para fazer cigarros, mas o fruto é uma cápsula seca que não é comestível. Embora flores e frutos sejam muito diferentes nessas espécies, pesquisas sobre os genes que controlam essas alterações em cada uma delas podem levar à solução de um problema que preocupa os cientistas há décadas: promover a formação da parte de seus frutos que serve para alimentar o homem. e outros seres vivos.
Isso faz parte de uma de suas linhas de trabalho, a genética do desenvolvimento de frutos carnosos (bagas) e frutos deiscentes (cápsulas) em Solanaceae e Rubiaceae. No primeiro estão espécies como as citadas anteriormente, enquanto no segundo estão o café, o borojó e o noni.
Natalia Pabón Mora, coordenadora do Evo-Devo, grupo vinculado à Faculdade de Ciências Exatas e Naturais, explicou que “ na família Solanaceae, todos os membros de divergência precoce, ou seja, os gêneros mais antigos, formam pequenos frutos não comestíveis”. que quando secos formam uma cápsula que explode quando maduro e libera as sementes, como no tabaco . E os animais não comem essas, porque são nozes deiscentes, ou seja, com sistema natural para abrir e liberar as sementes para o substrato onde as mudas reativam seu desenvolvimento.
“Nas beladonas chega-se a um ponto de evolução em que todos os frutos são carnudos, e encontramos plantas como berinjela, tomate, groselha-do-cabo, lulo, colorau, pimenta ”, observou a professora. Esta mudança evolutiva é rara, normalmente nas outras famílias de plantas os frutos ou são muito homogéneos, sempre secos como nas papoilas - da família Papaveraceae -, ou alternam frequentemente entre secos e carnudos em tempos evolutivos curtos, como na família Rubiaceae. No caso das Solanaceae esta transição ocorre há mais ou menos 30 milhões de anos.
«Então nos perguntamos: por que esses frutos carnudos aparecem nessa época da evolução das beladonas? De onde vem esse tecido e como ele prolifera? Que genes são ativados para que o fruto não fique seco, deiscente, mas carnudo, em espécies intimamente relacionadas? », indicou Natalia Pabón Mora.
Processo no laboratório
O cientista lembrou que, segundo os dados disponíveis até agora, as primeiras plantas da Terra parecem ser plantas com nozes, mas depois surgem aquelas com frutos carnudos, que alimentam seres humanos e animais, como uma nova estratégia de dispersão das sementes. .
E na procura de respostas para saber o que acontece em duas espécies tão diferentes como o tomate e o tabaco, embora da mesma família, no laboratório do grupo Evo-Devo são recolhidos diferentes tipos de frutos, desidratados de forma controlada sem danificar os tecidos e depois infiltrado em parafina. Esses blocos de tecido são cortados em lâminas muito finas, que são fotografadas e ampliadas, para se ter uma melhor observação do seu interior.
«Desta forma você pode ver quais células cada fruta tem dentro, para tentar descobrir de qual camada vem o tecido carnudo. O tecido carnudo e comestível é geralmente composto de células grandes e moles, sem parede secundária e, portanto, pode ser mastigado. Já os frutos do tabaco desenvolvem camadas de células com paredes muito espessas, lignificadas, ou seja, muito duras”, observou Pabón Mora.
Quando começam a florescer, não há grandes diferenças entre o tomate e o tabaco. O carpelo – parte reprodutiva feminina – de ambas as plantas é quase idêntico, mas quando os seus óvulos são fertilizados para começarem a produzir sementes, as células começam a proliferar nos dos óvulos. os primeiros e os do segundo, que vão estourar, lignificam e a proliferação das células é limitada.
Na pesquisa, além do tomate e do tabaco, foram analisadas outras plantas solanáceas com sementes capsulares secas e frutos carnudos. Existem plantas desta família que encontraram uma forma diferente de produzir células em proliferação , como o jasmim noturno — Cestrum nocturnum —, que se parecem com bagas, mas quando cortadas é possível perceber que possuem tecido lignificado em seu interior, ou seja, são carnudas por convergência. No caso da broca — Brugmansia arborea — ocorre outro processo: esta planta é da linhagem das beladonas que produzem frutos, mas no seu caso seca e forma cápsulas.
É algo como asas. Pássaros, insetos e mamíferos desenvolveram esses órgãos de forma independente e, embora todos sirvam para voar, não são formados da mesma forma, nem são equivalentes. No caso em apreço, o tomate e o jasmim noturno formam bagas, mas neste último ocorre um endurecimento do fruto, pelo que não são equivalentes; o tabaco e a bebida formam cápsulas, mas neste último as células ressecam e não há lignificação. Esses casos representam coincidências morfológicas, mas não resultam dos mesmos processos de desenvolvimento.
É importante ressaltar que todas as alterações nos organismos, neste caso a formação dos frutos, são controladas pelos genes. Então, para saber o que um gene faz no desenvolvimento, ele é retirado do corpo (de forma controlada) e observamos como ele responde, da mesma forma que você poderia tirar os freios de um carro e dirigi-lo. «Em 2019 publicamos um artigo em que demonstramos que o gene Alcatraz do tomate reprime a lignificação. Quando esse gene é silenciado, o tomate resulta em algumas camadas lignificadas de tecido, o que significa que esse gene é responsável por reprimir o endurecimento de algumas células do fruto ”, explicou o pesquisador.
«Estamos documentando essas mudanças sobre o que acontece a nível celular e tentando estabelecer quais genes estão ligados ou desligados para proliferar células ou para lignificá-las; Isto é muito importante, porque sabendo quais os genes que controlam o processo podemos pensar, no futuro e, por exemplo, para a segurança alimentar, em produzir tomates com mais camadas de pericarpo - a parede do fruto que cobre a semente -, que é mais espessa, para que as células que produzem a carne proliferem mais ”, disse o professor Pabón Mora.
Fonte: Notícias UdeA Universidade de Antioquia
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