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Por que a luz faz as plantas "despertarem"? Desvendando o mistério da fotomorfogênese!
Com pesquisas aprofundadas sobre o comportamento das plantas, os cientistas descobriram que a luz não é apenas uma fonte de energia, mas um fator chave que afeta o desenvolvimento das plantas. Fotomorfogênese (fotomorfogênese) é o processo de desenvolvimento das plantas sob diferentes comprimentos de onda de luz, no qual o padrão de crescimento e a forma das plantas mudam de acordo com os diferentes espectros de luz. Este processo é muito diferente da fotossíntese, que é um processo de conversão de energia. Este artigo explora como as plantas regulam as suas respostas à luz, bem como os princípios científicos e os antecedentes históricos deste processo.
A fotomorfogênese é fundamental para o crescimento das plantas e só pode ocorrer sob comprimentos de onda específicos de luz.
Principais estágios do desenvolvimento da planta
Germinação de sementes
A luz tem um efeito profundo no desenvolvimento das plantas, com o efeito mais dramático ocorrendo quando as mudas emergem do solo. Normalmente, o rebento aparece depois que a raiz emerge da semente e se estabelece. À medida que o botão cresce, ele fará com que raízes secundárias cresçam e se ramifiquem quando expostas à luz. O crescimento coordenado de raízes e brotos ocorre devido à mediação hormonal.
Desenvolvimento de mudas
Em ambientes sem luz, as plantas desenvolvem um padrão chamado "crescimento etiótico". Esse padrão permite que as mudas fiquem alongadas, facilitando a penetração no solo. Quando as mudas são expostas à luz, elas mudam rapidamente para a fotomorfogênese e ocorrem diferenças óbvias no desenvolvimento. Podemos distinguir esses dois estados assim:
- Características de amarelecimento: gancho superior óbvio, sem crescimento de folhas, sem pigmento verde, alongamento rápido do caule, etc.
- Características de desetiolação: o gancho superior se expande, promove o crescimento das folhas, produz pigmento verde, inibe o alongamento do caule, etc.
Fenômeno fotoperiódico
Algumas plantas dependem de sinais de luz para decidir quando fazer a transição do crescimento vegetativo para o estágio de floração. Esse tipo de fotorfogênese é chamado de fotoperiodismo e envolve o uso de fotorreceptores vermelhos (fotorreceptores) para determinar o comprimento do dia. As plantas só começam a florescer após atingir uma "duração crítica do dia", que permite que o período de floração seja coordenado com mudanças sazonais. Por exemplo, as plantas de longo dia requerem longos períodos de luz, enquanto as plantas de dia curto exigem períodos mais curtos de luz antes que possam florescer.
O crescimento das plantas é afetado pelo comprimento e pela cor da luz, que é o núcleo do fenômeno fotoperíódico.
O papel dos fotorreceptores na fotomorfogênese
As respostas das plantas à luz azul, vermelha e infravermelha dependem principalmente de vários sistemas fotorreceptores diferentes. Os fotorreceptores para luz vermelha e infravermelha são chamados fotorreceptores, e existem pelo menos cinco membros conhecidos dos fotorreceptores. Os receptores de luz azul são frequentemente chamados de criptocromos, e esses receptores desempenham um papel importante no crescimento e floração das plantas.A influência da luz vermelha/luz vermelha extrema
As plantas usam fotossensibilizadores para detectar e reagir aos comprimentos de onda da luz vermelha e vermelha extrema. O fitocromo é uma proteína sinalizadora que promove a fotomorfogênese em resposta à luz vermelha e vermelha extrema. De acordo com os diferentes comprimentos de onda de ação, os fotossensibilizadores podem ser divididos na forma Pr, que absorve a luz vermelha, e na forma Pfr, que absorve a luz vermelha distante, que é a forma ativada.
O impacto da luz azul
As plantas contêm uma variedade de fotorreceptores de luz azul, entre os quais os criptocromos foram os primeiros receptores de luz azul a serem isolados e caracterizados, e são os principais responsáveis pela resposta da planta à luz azul. Esses criptocromos regulam o crescimento das mudas, a expansão das folhas, os ritmos diurnos e noturnos e o período de floração.
O efeito da luz ultravioleta
A resposta das plantas à luz ultravioleta também é importante. O gene de resistência ultravioleta 8 (UVR8) provou ser um fotorreceptor do ultravioleta B e pode desencadear reações de fotomorfogênese. Essas reações são críticas para iniciar processos como alongamento de mudas, expansão foliar e biossíntese.
A capacidade das plantas de responder à luz é evolutivamente crítica e elas devem se adaptar às mudanças nas condições ambientais.
Estudar a complexidade da fotomorfogênese não apenas nos ajuda a compreender os mecanismos de crescimento das plantas, mas também pode influenciar a tecnologia agrícola e as estratégias de gestão ambiental no futuro. À medida que a ciência e a tecnologia continuam a avançar, o mesmo acontece com o nosso conhecimento de como as plantas sentem e respondem à luz. Esse conhecimento pode revelar mais segredos do crescimento das plantas para nós?
