Como as plantas se comunicam através de suas raízes | Prof. Ariel Novoplansky | TEDxJaffa

O Professor Ariel Novoplansky fala sobre a maneira única na qual as plantas se comunicam através de suas raízes. Através de um sistema não-verbal complexo de comunicação, as plantas são capazes de avisar umas as outras de perigos eminentes e de experiências. Com o seu time de cientistas pesquisadores, o Professor Novoplansky tem mapeado as maneiras com as quais as plantas se comunicam, um fator importante no planejamento agrícola e também a prova de que as plantas tem memória.

Esta palestra foi dada em um evento TEDx, que usa o formato de conferência TED, mas é organizado de forma independente por uma comunidade local. Para saber mais visite http://ted.com/tedx

Existe uma questão filosófica

que vocês estão vendo na tela:

"Se uma árvore cai em uma floresta,

e ninguém está lá para ouvir,

ela faz barulho?"

Vocês conhecem essa questão,

que atrai a atenção de filósofos
há mais de 300 anos.

Mas essa questão, a mesma questão,

pareceria ridícula às plantas vizinhas,

que passaram décadas ouvindo as mensagens

e sinais vindos da árvore caída.

Hoje, contarei algo para vocês
sobre a comunicação das plantas,

e como elas aprendem sobre o ambiente
a partir de outras plantas.

Todos sabemos algumas coisas
sobre essa comunicação.

Plantas se comunicam
com animais o tempo todo.

Não necessariamente com mamíferos
extravagantes como nós,

mas especialmente com pequenas criaturas,

como os insetos e pássaros
que vocês veem na tela.

Elas atraem esses animais
com flores bastante chamativas,

para garantir que sejam polinizadas.

É parte da vida sexual das plantas.

É uma das formas de se comunicarem.

Outra forma é...

Elas precisam transportar suas sementes.

Por isso, elas produzem frutos chamativos

e, dentro delas, colocam docinhos

para que mamíferos
e outras criaturas as carreguem

para novos lugares, novos ambientes.

Isso é comunicação. Olhem as cores.

Elas não estão só se comunicando conosco,

estão se comunicando
com diversas outras criaturas.

Mas essas são maneiras muito simples

que as plantas têm

de confiar nos serviços dos animais.

Tudo isso contando com o fato

que esses animais têm cérebro,

que podem escolher se vão pegar uma fruta

ou visitar uma flor.

Isso é usar o cérebro do animal.

Existe uma decisão, um motor,
um mecanismo por trás disso.

Não da planta, mas do animal.

Mas na nossa pesquisa, estamos
tentando fazer outra coisa.

Queremos descobrir se as plantas podem
se comunicar entre si, com outras plantas.

E um bom exemplo disso é o fenômeno
que chamamos de árvores falantes.

Isso não vem dos nossos estudos,
mas de outros estudos,

estudos de outros laboratórios pelo mundo.

As árvores, geralmente,
ficam presas no mesmo lugar.

São condenadas, para o resto da vida,
a permanecer onde germinaram.

Às vezes por centenas de anos.

Elas não podem fugir,
e isso torna a vida difícil,

porque há diversos
predadores em potencial.

Muitos insetos, mamíferos
e outros animais podem vir e devorá-las,

se elas não conseguirem evitar.

E uma das formas, há diversas formas
que plantas usam para se defender,

é expelir ou acumular todo tipo
de substância química desagradável.

Quando elas têm essas substâncias,

podem deter estes ruminantes, herbívoros,

esses animais que querem mastigá-las.

E, na verdade, elas fazem
uma outra coisa também.

Depois de já ter sido um pouco mastigada,

algumas plantas são capazes de expelir

diferentes odores, materiais voláteis,

que são transportados pelo ar
e captados por outras partes

da mesma planta ou de outras ao seu redor.

Somente quando elas
recebem essa mensagem,

essa informação de outra planta,

começam a produzir toxinas

que detêm qualquer ataque;
de insetos, nesse caso.

É um comportamento bem sofisticado

vindo de criaturas sem cérebro, eu diria.

O que mais elas conversam? (Risos)

Isso é uma das coisas com que estamos
trabalhando no nosso grupo.

Em um dos nossos projetos,
perguntamos especificamente:

"Plantas poderiam bisbilhotar,
ouvir as dificuldades,

o estresse que suas vizinhas sofrem,

e usar essa informação

para resistir e sobreviver
melhor no futuro?"

Imaginem a seguinte situação:
temos uma planta.

Algo ruim acontece com ela,

uma seca ou altos níveis de sal,

que sabemos ser do ambiente,
e ela está estressada.

Ela está muito mal.

Mas o que eu estou perguntando agora
é se uma planta vizinha,

que ignora completamente
o estresse da outra planta,

poderia sentir a informação,
se comunicar e fazer algo a respeito.

A pergunta é sobre essa flecha vermelha.

E como se faz isso?

Vocês só precisam de algumas mudas
e de uma faca ou uma tesoura.

Vocês cortam a raiz da planta

e ela imediatamente regenera
várias novas raízes.

E podem escolher, com cuidado,
o que é fácil para alguém de cinco anos,

plantas com apenas duas raízes.

E se desenvolvem seis, vocês tiram quatro,
e deixam duas, mais ou menos idênticas,

juntando elas assim:
dividindo um pote no meio.

Compartilhar o meio do pote permite
que elas se comuniquem, caso decidam.

Permite uma rota de comunicação
entre as raízes.

Claro, há outro canal
para comunicação, entre as folhas,

a partir do mecanismo
que discutíamos anteriormente,

através de substâncias voláteis no ar.

O que podemos fazer, então?

Nós amassamos uma raiz
de uma das plantas e observamos;

a primeira planta vai
se sentir muito mal, claro;

observamos se a segunda planta
vai fazer algo a respeito.

Certo? E o que medimos?

Queremos algo que seja simples de estudar,

simples de medir, e queremos
uma resposta rápida,

fisiológica, que seja fácil de observar.

E uma dessas coisas é a forma

com que plantas deixam
suas folhas abertas ou fechadas

diante de uma situação problemática.

O que vocês veem aqui,

aumentado milhares de vezes na tela,

são pequenos poros que todas
as plantas possuem em suas folhas,

pelos quais elas trocam
gases com o ambiente.

Esses poros podem ser abertos,
e são muito flexíveis.

São como persianas,

podem abrir e fechar muito rapidamente,

absorvendo CO2 e emitindo O2, oxigênio.

O gás que, a propósito, permite

nossa resistência
e sobrevivência no planeta.

Quando a planta está feliz,
ela está abrindo seus estômatos,

não ocorre nenhum estresse,

e é assim que estômatos abertos são.

Estômatos são os buraquinhos.

E quando a planta está infeliz,
ou esperando algum problema,

como uma seca, ela fecha
esses pequenos poros.

E isso é mensurável, podemos
fotografar e medir facilmente.

Plantas felizes! Pegamos algumas plantas:

a que vamos submeter
a estresse e uma vizinha,

e, sem estresse, elas estão felizes.

Tranquilas e felizes,
vejam os estômatos,

elas estão sorrindo pra vocês.

Elas estão muito felizes!

Mas e se eu estressar, pela seca,

uma raiz de uma das plantas?

Ela está muito mal, fechando os estômatos,

os pequenos buracos, ou poros,

mas também a vizinha,
que não foi prejudicada,

que não sofreu estresse, sente algo.

Há comunicação. Por que bisbilhotam?

Para que uma planta vizinha, sem estresse,
poderia usar essa informação?

Ela não foi estressada!

Bem, muitas vezes, se meu vizinho
está estressado agora,

há muita chance que eu vá me estressar
em alguns minutos, horas ou dias.

Então é melhor se preparar.

Preparação para o futuro é algo
extremamente importante na evolução

e na ecologia de qualquer criatura.

A pergunta mais interessante e difícil é:

"Por que a vizinha estressada iria liberar
ou fornecer essa informação às vizinhas?"

Afinal, elas podem ser suas inimigas,
suas concorrentes.

Pois bem, muitas plantas são
extremamente grandes.

Elas podem ser tão grandes
quanto um campo de futebol.

Elas podem pesar centenas
de toneladas em biomassa.

Podem ser incrivelmente grandes.

Quando o ataque acontece
em uma parte ou em um grupo

há uma razão muito boa para dispersar
a informação para o resto da planta.

Algumas são enormes por clonagem.

Elas tem muitas partes gêmeas
que se espalham

como o gramado no quintal de vocês.

Ou os morangos que vocês comem.
Ou as bétulas. São todos clones.

Têm muitos membros que são conectados.

Alguns são bem separados, desconexos.

Então é uma boa ideia
espalhar a notícia, o aviso.

Há estresse!

Então, se a lógica estiver correta,
eu esperaria algo ainda mais elaborado.

Que uma planta não estressada iria
compartilhar informações com as vizinhas.

Não só a planta estressada compartilharia,

mas também a não estressada compartilharia
a informação com as vizinhas. Certo?

Testar é simples, conhecendo o método.

podem ser cientistas como eu.

Pegamos esse sistema,
no qual já sabemos o que acontece:

a primeira vizinha está
respondendo, e há comunicação,

e simplesmente adicionar mais vizinhas.

E fazemos a mesma pergunta:

"Essa informação seria transmitida?

A vizinha sem estresse compartilharia
a informação com as demais vizinhas?"

Isso é depois de 15 minutos.
Apenas 15 minutos!

Três plantas estavam
fechando seus estômatos.

Então havia transmissão,

havia comunicação
entre plantas não estressadas.

E em apenas uma hora,
todas as cinco plantas em sequência

e se eu trabalhar com empenho,
e toda a minha equipe também,

aposto que atingiria
a décima planta também.

Então, há comunicação e compartilhamento

da informação entre plantas
não estressadas.

Isso tudo entre plantas sem cérebro.
Lembrem-se disso!

Até aqui tudo bem, mas temos mostrado

a comunicação e compartilhamento
de informações,

mas ainda não provamos que isso acontecia

através da interação das raízes.

Isso foi tudo em um sistema
de raízes compartilhadas, certo?

Para provar ou testar se foi pelas raízes

ou pela dispersão,
as folhas acima do chão,

através de substâncias voláteis,
houve necessidade

de acrescentar outras plantas
que não compartilhavam raízes.

E, realmente, quando plantas
não compartilham raízes,

não há comunicação desse tipo.

Isso é uma prova de que a comunicação
desse estresse ocorre entre as raízes.

Mas há uma pergunta mais profunda.

Afinal, estômatos, como dito,
funcionam muito rapidamente.

Podem abrir e fechar em segundos,

em poucos minutos,
podem reabrir depois de segundos.

E, de fato, é o que estão fazendo,

depois dos sinais de "alarme irracional".

Pode ser um tanto quanto suspeito,

talvez não tão essencial,

talvez não tão significante
para a vida real.

E a pergunta aqui é:

"Se plantas aprenderiam
a partir de experiências passadas,

com plantas estressadas,

e lidariam melhor com dificuldades
de sobrevivência no futuro.

Nesse caso, a seca".

E o teste é muito simples.

Vamos pegar o sistema que já conhecemos.

Plantas dividindo o vaso com suas raízes:

em um caso, não se estressa as plantas,

e em outro, se estressa.

O que estressamos ou não?

Uma raiz de uma planta na fileira. É Isso?

Então expomos o sistema inteiro à seca.

E aqui está o verdadeiro teste!

Na vida real, não só piscando
seus poros, certo?

Na vida real.

Aqui temos a planta feliz, que nunca teve
exposição à vizinha estressada,

e depois de um mês está seca!

Como seria de se esperar
em estufas israelitas a 40 ºC no verão.

Isso não surpreende nenhum de nós.

Mas neste sistema uma das raízes
de uma das plantas

foi exposta à seca
antes do experimento começar,

antes da exposição à seca começar.

E um mês depois, foi assim que ela ficou!

Isso não foi por dar mais água!

Foi pelas plantas terem uma experiência,

uma experiência comunicativa, de encontrar
uma vizinha que já fora exposta à seca,

usando a informação, armazenando-a
e usando-a posteriormente

para melhor sobreviver às secas no futuro.

Isso é um processo de aprendizado
e memória em criaturas sem cérebro.

É uma grande lição!

A lição de criaturas simples,

que não têm cérebro,
mas podem aprender, memorizar,

e usar a informação do ambiente
posteriormente para sobreviverem melhor.

Quero fazer agradecimentos
aos meus colegas de laboratório:

Dr. Omer Falik, que revisou o processo
e muitos dos experimentos.

Ishay Hoffman, Yonat Mordoch,
Daniel Ben-Natan Sion,

Miri Vanunu e Oron Golstein,

e o generoso apoio financeiro
da Fundação Científica Israelita.

Muito obrigado!

(Aplausos)