As abundantes colheitas de milho e outras safras importantes dependem de um fenômeno misterioso conhecido como vigor híbrido. Quando variedades altamente consanguíneas são cruzadas, seus descendentes são mais altos, mais resistentes e produzem mais grãos. Agora, os pesquisadores relatam que esse vigor é de alguma forma influenciado por micróbios do solo, talvez por meio do sistema imunológico de uma planta.
“Esta é uma descoberta realmente interessante”, disse Giles Oldroyd, um geneticista de plantas da Universidade de Cambridge que não esteve envolvido na pesquisa. “Estou surpreso que tenha demorado até agora para ser estudado.”
Charles Darwin foi um dos primeiros pesquisadores a descrever o vigor híbrido. No início do século 20, os biólogos começaram a aplicar esse efeito à agricultura, criando linhagens consanguíneas que produziram sementes híbridas. Na década de 1940, quase todos os fazendeiros dos Estados Unidos estavam plantando milho híbrido, e as colheitas se multiplicaram.
Os geneticistas propuseram várias teorias sobre a causa do vigor híbrido, mas nenhuma explicação definitiva surgiu.
Maggie Wagner, uma geneticista de plantas da Universidade de Kansas, Lawrence, e seus colegas se perguntaram se os micróbios poderiam estar envolvidos. Os minúsculos organismos podem ter um grande impacto nas plantas. Por exemplo, folhas e raízes são frequentemente colonizadas por comunidades de bactérias e fungos benéficos que ajudam a proteger a planta contra micróbios causadores de doenças. Algumas safras, como soja e outras leguminosas, hospedam micróbios que os alimentam com nitrogênio - um nutriente essencial para as plantas, que os agricultores devem fornecer com fertilizantes.
No ano passado, Wagner e colegas encontraram uma pista interessante em um estudo de campo. Eles descobriram que as folhas e raízes do milho híbrido tinham comunidades microbianas que diferiam daquelas que vivem em variedades consanguíneas de milho.
Quando o inverno chegou e os campos ficaram sem cultivo, Wagner tentou replicar a descoberta com um experimento de laboratório. Os pesquisadores plantaram sementes em sacos de uma substância semelhante ao solo que foi esterilizada para matar todos os micróbios. Em seguida, eles adicionaram uma comunidade simples de bactérias do solo - sete cepas que são conhecidas por colonizar raízes de milho - a alguns dos sacos, deixando outros estéreis. Quando os micróbios estavam presentes, os híbridos cresceram melhor do que uma variedade endogâmica, como esperado, com raízes pesando 20% a mais. Para sua surpresa, no entanto, as plantas de milho híbridas e puras cresceram quase da mesma forma no solo estéril , relataram este mês no Proceedings of the National Academy of Sciences . O peso de suas raízes e brotos dificilmente diferia.
A descoberta se manteve quando os cientistas repetiram o experimento adicionando um conjunto completo de micróbios, retirados do solo, a alguns dos sacos esterilizados. “Os resultados parecem convincentes”, diz Oldroyd.
O takeaway? “Algo em ser um híbrido faz uma planta interagir de maneira diferente com os micróbios”, diz Wagner. Com base em alguns dos resultados, a equipe acredita que os micróbios retardaram o crescimento dos puros, em vez de dar aos híbridos um impulso especial.
Pode ser que o sistema imunológico dos consanguíneos reaja exageradamente a micróbios benignos, comprometendo seu crescimento. (O experimento não incluiu nenhum patógeno.) Alternativamente, as plantas híbridas podem se defender melhor contra patógenos fracos no solo. “Temos muito trabalho planejado para dar continuidade a essa ideia”, diz Wagner.
Oldroyd diz que os resultados destacam a necessidade dos criadores de plantas combinarem a genética das safras com as comunidades microbianas com as quais vivem. As descobertas mostram a importância de compreender o papel dos micróbios do solo em tornar a agricultura mais produtiva e sustentável, acrescenta Corné Pieterse, biólogo vegetal da Universidade de Utrecht. “Isso é uma grande promessa.”
