Insetos e plantas convivem há centenas de milhões de anos, sob as mais diferentes formas de associação, desde a predação (insetos-praga de plantas, ou plantas carnívoras que se alimentam de insetos) e a consequente defesa da parte atacada, até o mutualismo altamente proveitoso para ambos, como a polinização.
Essas relações são permeadas de comunicação, como sinais das plantas atraindo ou afugentando insetos, complementadas por diálogos entre insetos (estou procurando um(a) parceira(o) para perpetuar a espécie!) ou entre plantas (ative seu sistema de defesa, as pragas chegaram!). Assim, essa relação não é passiva e guiada pelo acaso, mas mediada por um sofisticado sistema de comunicação. O sistema inclui a produção e a emissão de sinais por um lado, e a recepção e deflagração de determinados comportamentos, de outra parte.
As plantas, mesmo sendo sésseis, interagem com o ambiente, e a sua comunicação com insetos é parte desta interação. Elas evoluíram a capacidade de perceber, sinalizar e responder aos insetos de maneira altamente específica, utilizando principalmente a “linguagem química”, ou seja, o uso de substâncias químicas como sinais para induzir determinados comportamentos.
Guias de néctar
Um dos exemplos didáticos de mutualismo é a polinização das plantas com flores, efetuada por insetos, denominada entomofilia. Trata-se de um caso clássico de coevolução, onde a comunicação é um dos pilares primordiais para que ocorra a polinização, garantindo o sucesso reprodutivo das plantas, ao tempo em que também o é essencial para a subsistência dos insetos. Por vezes, a coevolução se mostrou tão sofisticada que uma determinada planta e um inseto específico coevoluíram de maneira que esta planta é polinizada apenas por este polinizador específico.
Existem diversos mecanismos de comunicação entre plantas e polinizadores. O primeiro é visual. No decurso dos séculos, as plantas se aparelharam com um arsenal de cores e padrões visuais específicos que, ao longo do tempo, determinaram que uma combinação única e exclusiva atrai polinizadores específicos. Por exemplo, as abelhas são mais atraídas por cores de tons azuis e amarelos; já as borboletas preferem gradientes de vermelho a rosa. A forma da flor também é um sinal, quando são adaptadas à forma do corpo do polinizador-alvo, como as flores tubulares que são ajustadas para as mariposas.
Um mecanismo muito interessante é denominado de “guias de néctar”. São linhas normalmente visíveis apenas sob luz ultravioleta, portanto invisíveis aos olhos humanos. Entretanto, em algumas flores, elas estão perfeitamente visíveis, o que torna claro para os humanos qual o seu objetivo: as guias funcionam como indicadores de “pistas de pouso”, que direcionam o inseto polinizador para o centro da flor, onde se localizam o nectário, o estigma e as anteras.
As guias de néctar servem como um sinal interespecífico de que a flor contém uma recompensa. Essa recompensa pode ser néctar, pólen, óleo, resinas, aromas ou ceras. Para que ocorra uma visitação a uma determinada flor, os polinizadores selecionam várias características florais, incluindo as guias de néctar. Observações indicam que as guias de néctar aumentam a eficiência de forrageamento dos polinizadores, reduzindo o tempo de permanência na flor. Esses guias também podem diminuir o roubo de néctar, o que leva a uma maior transferência de pólen e, em última análise, aumenta a aptidão da planta. Assim, as guias de néctar capturam a essência do mutualismo, ao beneficiar ambas as partes.
Voláteis
Outro mecanismo sofisticado de comunicação ocorre por meio de compostos voláteis orgânicos (VOCs, na sigla em inglês para volatile organic compounds). As plantas – particularmente as flores – liberam no ambiente determinados voláteis, sinalizando aos polinizadores que os recursos (como pólen ou néctar) estão disponíveis. Os voláteis são carregados pelo vento, alcançam distâncias apreciáveis, e os polinizadores trafegam em contra gradiente, ou seja, da menor para a maior concentração, até encontrar a fonte emissora. O conteúdo informativo de compostos voláteis específicos é altamente dependente do contexto, e o aroma pode funcionar desde a escala da paisagem até a escala intrafloral.
O aroma floral promove a especialização nas relações planta-polinizador valendo-se de substâncias químicas incomuns, proporções únicas ou isômeros de compostos mais comuns. O aroma floral também promove a polinização cruzada e o isolamento reprodutivo por meio da constância floral, gerando uma discriminação baseada em diversos mecanismos, que inclui mimetismo de feromônios, intensidade do odor, complexidade e composição, atuando sinergicamente com estímulos visuais. A constância floral é um comportamento observado em polinizadores, no qual um indivíduo visita, repetidamente, flores da mesma espécie em uma única viagem de coleta (forrageamento), ignorando outras espécies disponíveis nas proximidades.
Existe grande especificidade na interpretação dos sinais mediados por voláteis. Por exemplo, em geral as abelhas são atraídas por aromas suaves e adocicados, como o linalol, enquanto moscas, que polinizam plantas como a flor-cadáver, são atraídas por odores de matéria em decomposição, particularmente aminas. Já as mariposas, que são polinizadoras noturnas, dependem quase exclusivamente de fragrâncias fortes e doces, liberadas à noite.
E isso não é tudo: a emissão de voláteis pelas plantas, bem como o período de disponibilidade de recursos e de receptividade do estigma, é regulada por ritmos circadianos, coincidindo com o período de atividade do polinizador-alvo, e vice-versa. A comunicação por voláteis é uma indicação clara de como funciona o processo de coevolução em um sistema mutualista, tendo sido profundamente analisada pelo prof. Raguso, da Universidade de Cornell, cujo artigo pode ser acessado em bit.ly/3LA5xhN.
Defesa
Quando atacadas por insetos herbívoros, as plantas lançam mão de estratégias de comunicação multifacetada e surpreendentemente dinâmica. Uma delas é a defesa direta, que envolve a produção de toxinas (ex.: alcaloides, glicosídeos cianogênicos) e inibidores de digestão (ex.: inibidores de protease), que tornam a planta menos palatável ou nutritiva para o herbívoro; e a indireta, muito mais sofisticada, que envolve a emissão de substâncias voláteis específicas (HIPVs, na sigla em inglês para herbivore-induced plant volatiles), em determinadas combinações, sinalizando que a planta está sendo atacada por herbívoros.
O sinal químico de “socorro” é recebido por inimigos naturais (parasitoides e predadores), e interpretado por eles como um aviso de que presas ou hospedeiros desses agentes de controle biológico estão disponíveis (vinde até mim, há alimento farto para todos vocês!), bastando, para tanto, localizar a fonte emissora do sinal. Vamos a um exemplo prático. Quando lagartas retalham folhas de milho, para sua alimentação, induzem a planta a produzir e liberar um sesquiterpeno [(E)-β-cariofileno], uma substância volátil que atrai vespas parasitoides. Ao localizar as lagartas, as vespas depositam seus ovos dentro da mesma, e as larvas que emergem dos ovos alimentam-se dos tecidos da lagarta, via de regra resultando na morte do hospedeiro (praga). Chamamos este tipo de processo de tritrófico, porque envolve uma planta, uma praga que a ataca e um inimigo natural, que se alimenta da praga. Os professores Ted Turlings e Matthias Erb revisaram o conhecimento sobre o tema, no artigo disponível em bit.ly/4k3mopT.
O mesmo sinal, ou um sinal similar, pode servir de comunicação planta-planta (Olá vizinha, ative suas defesas, estou sendo atacada por uma praga, você será a próxima!): Evidências sugerem que os HIPVs podem ser percebidos por plantas ainda não atacadas, localizadas nas proximidades, funcionando como um "alerta de perigo". Ao detectarem esses voláteis, as plantas receptoras podem ativar precocemente seus sistemas de defesa, tornando-se menos suscetíveis ao ataque futuro.
Também há formas de comunicação química que não envolvem substâncias voláteis, sendo o melhor exemplo os elaiossomos, também chamados de sinais de superfície. Para exemplificar essa forma de comunicação tátil-química, plantas como as do gênero Trillium são altamente atrativas para formigas. A razão é que essas plantas produzem sementes com estruturas nutritivas chamadas elaiossomos. Formigas são atraídas por esses corpos, carregam as sementes para seus ninhos, consomem o elaiossomo (cuja função na Natureza parece ser esta mesma) e descartam a semente intacta, efetuando assim a dispersão (mirmecocoria) da espécie.
Insetos hackeadores
O comportamento de hacking não é exclusivo do Homo sapiens, os insetos já praticam a técnica há milhões de anos! Temos que considerar que a pressão evolutiva é bilateral, e os insetos desenvolveram contramedidas para interceptar e manipular os sinais emitidos pelas plantas e tirar proveito deles. Por exemplo, insetos-pragas (herbívoros) podem interceptar os sinais que as plantas enviam para atrair polinizadores, utilizando-os como uma forma de localizar seus hospedeiros preferenciais.
Um procedimento um pouco mais elaborado é a supressão de sinais: Alguns insetos, como certas lagartas, podem secretar efetores na sua saliva que suprimem a produção de HIPVs pela planta. Insetos como Spodoptera frugiperda (lagarta-do-cartucho-do-milho), Helicoverpa armigera (lagarta-das-vagens) e Myzus persicae (pulgão-verde) secretam efetores salivares capazes de suprimir a produção de HIPVs, reduzindo a capacidade ou mesmo impedindo a planta de recrutar inimigos naturais para controlar essas pragas.
Mas o mecanismo mais engenhoso é o chamado mimetismo químico, em que plantas liberam substâncias que são usadas na comunicação entre indivíduos da mesma espécie de inseto. O exemplo clássico é o que ocorre com orquídeas do gênero Ophrys. Suas flores emitem substâncias voláteis que mimetizam os feromônios sexuais de fêmeas de abelhas solitárias. Ao detectarem essas substâncias, os machos se tornam excitados, são atraídos e tentam copular com a flor (pseudocópula), efetuando a polinização no processo. É um caso de polinização, porém não configura um mutualismo. Aos interessados nesse exemplo, recomendamos a leitura do artigo do professor F. Schiestl, disponível em bit.ly/4qRFMsI.
Comunicação sofisticada e eficiente
A comunicação entre insetos e plantas - e suas complementares, comunicação planta-planta e inseto-inseto - é um exemplo elaborado da coevolução e da seleção natural. Sem comunicação entre plantas e insetos, a vida em nosso planeta seria muito diferente. Ao longo de milhões de anos foi plasmado um diálogo complexo, lastreado em uma linguagem química rica e específica, que engloba desde cooperação até conflitos.
Quando aprofundamos o conhecimento sobre comunicação, verificamos que as plantas são sésseis, mas não são passivas; ao contrário, são partícipes ativos de um amplo diálogo que, por meio de sinais químicos, atraem aliados, alertam vizinhas e montam defesas. Os insetos, por sua vez, evoluíram para decifrar, ignorar e até hackear esses códigos químicos, tornando-os parte de sua biologia e ecologia comportamental.
Este intricado jogo de sinalização e contra sinalização, de atração e defesa, continua a moldar a biodiversidade dos ecossistemas terrestres, demonstrando que mesmo os organismos que aparentam ser simples estão envolvidos em conversas profundas e contínuas. Por entender a importância da comunicação planta-inseto, a Embrapa Soja implementou e opera um Laboratório de Ecologia Química, em que muitos dos processos acima descritos estão sendo estudados, para usar os conhecimentos obtidos em benefício da sociedade.
O autor é engenheiro agrônomo, pesquisador da Embrapa Soja, membro do Conselho Científico Agro Sustentável, da Academia Brasileira de Ciência Agronômica e do Comitê Científico da A.B.E.L.H.A.
