Desde nossas aulas de biologia na escola, aprendemos que os cloroplastos são uma característica distintiva das células vegetais, associados à capacidade de realizar fotossíntese. Mas alguns espécimes— descobrimos mais tarde — desafiam a própria definição canônica de planta, como os pertencentes ao gênero Balanophora.
Elas não são verdes (leia-se: não têm clorofila necessária à fotossíntese) nem se reproduzem sexuadamente. Uma das primeiras plantas terrestres a perderem completamente a capacidade de fotossíntese, elas são um exemplo extremo de plantas não verdes que se alimentam das raízes de outras (holoparasitas).
Em um estudo recente, publicado na revista New Phytologist, pesquisadores usaram filogenômica — uma abordagem que combina dados de sequenciamento genético com métodos evolutivos — para fazer o primeiro mapeamento da história evolutiva completa dessas parasitas de 100 milhões de anos.
Ao estudar um organismo vegetal que desafia noções básicas sobre o que é ser planta, os pesquisadores realizaram uma espécie de “engenharia reversa” conceitual, desmontando esse organismo até seus componentes mínimos para revelar quais elementos permanecem mesmo após a perda da fotossíntese.
Em um comunicado à imprensa, o autor correspondente do estudo, Kenji Suetsugu, resumiu: “Meu objetivo de longa data é repensar o que realmente significa ser uma planta”, afirmou o o botânico da Universidade de Kobe, no Japão. Para ele, nos estudos sobre a Balanophora, faltava entender “como [as diferentes espécies] se relacionam entre si”.
Montando o quebra-cabeça evolutivo da planta parasita
Segundo Suetsugu, a grande questão científica que ele e seus colegas precisaram resolver foi integrar três dimensões diferentes da planta, que normalmente são estudadas separadamente. O primeiro passo foi descobrir como as espécies de Balanophora se relacionam entre si, ou seja, estudar sua filogenia.
Para isso, os autores coletaram amostras de sete espécies em 12 populações nas profundezas úmidas e sombrias das florestas montanhosas de Taiwan, Okinawa e Japão continental. O objetivo foi: reconstruir a árvore evolutiva do grupo, descobrir quem é mais aparentado de quem e entender quantas vezes certas características surgiram ou se perderam.
No nível celular e genético, os pesquisadores analisaram o genoma dos plastídeos, organelas das células vegetais, entre as quais os cloroplastos são os responsáveis pela fotossíntese. Como a Balanophora não realiza esse processo, eles pesquisaram quais genes foram perdidos durante a evolução, quais restaram e quais funções ainda permanecem.
Finalmente, no aspecto ecológico e reprodutivo, a equipe avaliou como essas plantas se reproduzem (por sementes, sexualmente, assexuadamente), como conseguem sobreviver em ambientes isolados ou especializados, e quais estratégias adotam para se reproduzir, apesar da extrema dependência de suas hospedeiras.
Para a autora principal do estudo, Petra Světlíková, pesquisadora do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa, “a Balanophora perdeu muito do que a define como planta, mas reteve o suficiente para funcionar como parasita”. Ou seja, apenas os elementos mínimos necessários para sobreviver explorando outras plantas.
Descobrindo os limites biológicos do que é ser planta
A primeira grande descoberta ocorreu no ancestral comum, antes da diversificação das espécies. Os pesquisadores revelaram que o genoma plastidial — o DNA contido dentro dessas organelas — sofreu uma redução extrema para apenas 20 genes (10% das plantas normais), mas ainda continua funcional.
“É fascinante ver o quanto uma planta pode reduzir seu genoma plastidial”, diz Suetsugu. “À primeira vista, parece que a organela está prestes a desaparecer. Porém, análises detalhadas revelaram que centenas de proteínas ainda são transportadas para os plastídios, indicando funções metabólicas vitais mesmo sem fotossíntese”, conclui o biólogo evolutivo.
Ao contrário da redução dos plastídeos, que ocorreu uma vez só, a reprodução assexuada surgiu repetidas vezes no gênero Balanophora. A capacidade de produzir sementes sem fertilização foi o que permitiu a expansão geográfica da planta, mesmo a partir de populações pequenas, facilitando a colonização de ilhas do Japão até Taiwan.
Em seu trabalho de campo, Suetsugu descobriu que alguns polinizadores atípicos, como grilos-camelo e baratas, atuam como dispersores de sementes. Mas, na falta desses agentes, muitas plantas passaram a produzir sementes sem fertilização, e esse plano B acabou se transformando em regra evolutiva.
Animado com o enorme avanço obtido na compreensão das plantas não fotossintéticas, Suetsugu prepara uma nova investida. Ele pretende agora conectar genômica e bioquímica para descobrir quais substâncias ainda são produzidas pelos plastídeos e como elas sustentam o crescimento parasita.
