Como as plantas comunicam através das raízes | Prof. Ariel Novoplansky | TEDxJaffa

O Professor Ariel Novoplansky fala da forma especial de comunicação das plantas através das raízes. Através de um complexo sistema de comunicação não verbal, as plantas conseguem alertar-se umas às outras para perigos e experiências iminentes. Com a sua equipa de cientistas de investigação, o Prof. Novoplansky tem mapeado as formas por que as plantas comunicam, um fator importante para o planeamento agrícola, e também provou que as plantas têm memória.

Esta palestra foi feita num evento TEDx usando o formato de palestras TED, mas organizado independentemente por uma comunidade local. Saiba mais em http://ted.com/tedx

Há uma questão muito importante

que estão a ver no ecrã.

Se uma árvore cai numa floresta
e ninguém está lá para ouvir,

será que provoca algum som?

Todos conhecem esta questão
que atrai a atenção de filósofos

há mais de 300 anos.

Mas esta questão pareceria
totalmente ridícula

para as plantas vizinhas dessa árvore

que, durante muitas décadas
ouviram as mensagens

e os sinais enviados
por essa árvore tombada.

Hoje vou contar-vos uma coisa

sobre a comunicação entre plantas

e uma coisa sobre as formas
como as plantas aprendem

umas com as outras quanto ao seu ambiente.

Todos sabemos um pouco
sobre comunicações.

As plantas estão sempre
a comunicar com animais,

não necessariamente
com mamíferos evoluídos como nós

mas sobretudo com criatura minúsculas,

como os insetos e as aves
que vemos no ecrã.

Atraem-nos, produzindo
flores muito vistosas

para assegurarem que são polinizadas,

Faz parte da sua vida sexual.

Esta é uma das formas de comunicação.

Outra forma é que

— como precisam de serviços
de transição para as suas sementes —

produzem frutos reluzentes

e colocam lá dentro bombons doces

para os mamíferos e outros animais
as transportarem

para outros locais, para outros ambientes.

Isto é comunicação
— reparem nas cores.

Não é apenas a forma
de comunicarem connosco.

Isto é comunicação
com muitas outras criaturas.

Mas estas são formas muito simples

a que as plantas recorrem

confiando nos serviços
prestados por animais.

Tudo isto baseia-se no facto

de que esses animais têm cérebro.

Podem decidir que frutos escolher,

que flores visitar.

Isso é usar o cérebro do animal.

Há uma decisão, um motor por detrás.

Não da planta, do animal.

Mas, na nossa investigação,
estamos a tentar fazer uma outra coisa.

Tentamos descobrir se as plantas
comunicam entre si,

comunicam com as outras plantas.

Um bom exemplo é o fenómeno

a que chamamos "árvores falantes".

Isso não pertence aos nossos estudos,
pertence a outros estudos

— outros estudos de outros
laboratórios mundiais.

As árvores estão presas no mesmo sítio
— a maior parte delas.

Depois de germinarem,
estão condenadas a ficarem ali

durante o resto da vida.

Por vezes, durante centenas de anos,

Não podem fugir

e isso torna-lhes a vida muito difícil

porque há muitas criaturas
que as querem apanhar.

Muitos insetos, mamíferos
e outras criaturas

podem aparecer e arrancar-lhe a cabeça,

se elas não fizerem nada em contrário.

Uma das formas — há muitas formas

de as plantas se defenderem
contra esses ataques —

uma das formas é libertar ou acumular

todo o tipo de produtos químicos nocivos.

Quando possuem esses químicos

afastam alguns dos herbívoros

— todo o tipo de animais
que gostariam de as mastigar.

Mas fazem ainda outra coisa.

Quando há muitos ataques a uma planta,

algumas plantas conseguem libertar

todo o tipo de odores
— materiais voláteis

que são transportados pelo ar
e apanhados pela própria planta

e por outras plantas vizinhas.

Estas, só quando recebem esta mensagem,

esta comunicação de outra planta,

começam a produzir toxinas

que afastam qualquer ataque
— neste caso, de insetos.

Isto é um comportamento muito sofisticado

para criaturas sem cérebro, diria eu.

De que mais podem elas conversar?
(Risos)

Isso é uma coisa que estamos
a estudar na nossa equipa.

Estamos a perguntar especificamente
num dos nossos projetos:

Será que as plantas escutam
os problemas, as tensões

que as plantas vizinhas sofrem?

E usam essas informações

para resistir e sobreviver melhor
no futuro?

Imaginem a seguinte situação.

Há uma planta. Acontece-lhe
qualquer coisa de mal

— uma seca ou altos níveis de sal —

todos sabemos, por experiência
própria, que a planta sofre imenso.

Ora bem, eu pergunto:

Uma planta vizinha, totalmente
inconsciente da tensão da outra planta

percecionará essa informação,

receberá a comunicação
e fará alguma coisa quanto a isso?

Estou a fazer esta pergunta
ao nível da seta vermelha.

Como é que fazemos isto?

Só precisamos de um punhado de sementes

e uma faca ou uma tesoura.

Cortamos a raiz duma planta

— vai regenerar imediatamente
muitas outras raízes.

Podemos escolher, cuidadosamente,

o que é muito fácil de fazer
com plantas de cinco anos,

plantas com duas raízes apenas.

Se elas regenerarem seis,
nós retiramos quatro,

deixamos só duas
— mais ou menos idênticas —

e juntamo-las deste modo:

partilhando um vaso, no meio.

Esta partilha de um vaso, no meio,
permite-lhes comunicar,

se assim quiserem.

Isto permite uma via de comunicação
entre as raízes.

Obviamente, há outro canal
de comunicação,

entre as folhas que usam
o mesmo mecanismo

que referimos há bocado,

através dos químicos voláteis no ar.

O que é que podemos fazer?

Só cortamos uma das raízes
de uma das plantas

e perguntamos

— obviamente sabemos
que ela vai sentir-se infeliz —

e perguntamos à outra planta
se também vai reagir.

Ok? O que é que medimos?

Queremos uma coisa
que seja simples de estudar,

simples de medir
e queremos uma resposta rápida,

uma coisa fisiológica
que seja fácil de observar.

Uma dessas coisas é a forma

como as plantas mantêm as folhas
abertas ou fechadas

quando enfrentam um problema.

O que vemos aqui,

milhares de vezes ampliadas no ecrã,

são os pequenos poros
que todas as plantas têm nas folhas

através dos quais trocam os gases
com o ambiente.

Estes poros podem abrir-se,
são muito flexíveis.

São como as persianas

— fecham-se e abrem-se
muito rapidamente.

É através deles que absorvem o CO2
e emitem o O2, o oxigénio.

Aliás, o que nos permite
resistir e sobreviver neste planeta.

Quando a planta está feliz,
abre os estomas,

não há razão para ter cuidado

e ficam com este aspeto,
de estomas abertos.

Os estomas são os pequenos buracos.

Quando a planta está infeliz,
ou aguarda qualquer problema,

por exemplo, uma seca,
fecha estes pequenos poros.

Isto é mensurável,
podemos tirar uma fotografia

e medi-la muito facilmente.

Então, as plantas felizes.

Agarramos num conjunto
de plantas como estas:

aquela que vamos sujeitar a uma tensão
e uma vizinha.

Quando não há tensão, estão felizes.

Bonitas e felizes — reparem nos estomas —
estão a sorrir para nós.

Sentem-se muito felizes.

E se a seca atingir a raiz
de uma das plantas?

Fica infeliz, fecha os estomas,

os buraquinhos, os pequenos poros.

Mas a vizinha — que nunca foi maltratada,

não sofreu nenhuma tensão
— sente qualquer coisa.

Há comunicação.

Porquê dar ouvidos?

Porque é que uma vizinha
que não sofre tensão

usa essa informação?

Ela não está sob tensão.

Em muitos casos,
se a minha vizinha está sob tensão,

há fortes probabilidades
de eu ser sujeita a tensão

dentro de pouco tempo,
minutos, horas ou dias.

Portanto, é melhor preparar-me para isso.

A preparação para o futuro é uma coisa

extremamente importante na evolução

e na ecologia de qualquer ser vivo.

A questão mais interessante e mais difícil

é porque é que a vizinha sob tensão

envia essa informação para as vizinhas.

Afinal, podem ser suas inimigas,
suas concorrentes.

Em muitos casos, as plantas
são extremamente grandes.

Podem ser tão grandes como
alguns campos de futebol.

Podem pesar centenas
de toneladas de biomassa.

Podem ser tremendamente grandes.

Quando acontece um ataque
num canto ou num grupo,

há uma boa razão

para difundir as informações
para o resto da planta.

Algumas delas podem ser
volumosas por clonagem.

Têm muitas partes gémeas
que se espalham

como nos relvados dos nossos jardins.

Ou os morangos que comemos.
Ou as bétulas.

São todas clonáveis.

Têm muitos membros
que estão interligados.

Algumas delas são cortadas
umas das outras, desligadas.

Por isso, é uma boa ideia
difundir as notícias, o alerta.

Está a haver tensão.

Se esta lógica está correta,

eu esperaria uma coisa mais elaborada.

Não só a planta sob tensão
teria de partilhar esta informação

com as suas vizinhas

mas a planta vizinha sem tensão
teria de partilhar a informação

com muitas mais plantas vizinhas, ok?

É fácil testar isso.

Já conhecem o método,
também podem ser cientistas.

Agarram neste sistema —já conhecemos
o que acontece aqui.

A primeira vizinha está a reagir,

há comunicação

e acrescentamos outra vizinha.

Fazemos a mesma pergunta.

Esta informação ligá-las-á?

Esta vizinha sem tensão
partilhará a informação

com outras vizinhas?

Isto é ao fim de 15 minutos,
só 15 minutos!

Três plantas a fechar os estomas.

Portanto, houve ligação,

houve partilha de plantas sem tensão.

Apenas numa hora,
todas as cinco plantas seguidas.

Se eu trabalhasse afincadamente

e a minha equipa trabalhasse
afincadamente,

aposto que também chegaria
à décima planta.

Portanto, há comunicação e partilha

das informações dadas pelas plantas
não sujeitas a tensão, individualmente.

Isto tudo com plantas que não têm cérebro
— não se esqueçam.

Até aqui tudo bem, temos mostrado

a comunicação e a partilha de informações

mas ainda não provámos
como é que isto acontece

através da comunicação pela raiz.

Tudo isto foi feito por um sistema
de partilha de raízes, certo?

A fim de provar ou testar
se foi feito através das raízes

ou através dos rebentos,
das folhas acima do solo,

através de químicos voláteis,

temos de adicionar
outro conjunto de plantas

que não partilhem as raízes.

Quando as plantas não partilham as raízes,

não há comunicação, neste caso.

O que é uma prova direta
de que a comunicação

destes sinais de tensão
se processa entre as raízes.

Mas há uma questão mais profunda.

Afinal, os estomas, como já afirmei,
funcionam muito rapidamente.

Abrem e fecham em poucos segundos,
em poucos minutos,

podem reabrir ao fim de poucos segundos,
em poucos momentos.

É o que fazem quando recebem

os sinais de aviso "vem aí o lobo".

Isto é um pouco traiçoeiro,
pode ser traiçoeiro

— talvez não seja tão essencial

talvez não seja significativo
na vida real.

A questão de fundo aqui é perguntar

se as plantas aprendem
com experiências passadas

e reagiriam com uma planta
sob tensão e melhorariam

para enfrentar e sobreviver
a dificuldades futuras

— neste caso a uma seca.

A forma de testar isto é muito simples.

Agarramos no mesmo sistema
que já conhecem.

Uma fila de plantas partilhando
um sistema de raízes em vasos com terra.

Num caso, não as sujeitamos a tensões

e, no outro caso, exercemos tensão.

Onde aplicamos a tensão
e não aplicamos a tensão?

Uma raiz de uma planta, na fila. É isso!

Depois, expomos todo o sistema
a uma seca real.

E este é o teste real.

Na vida real, não são só poros a piscar.

Na vida real

esta é a planta feliz

que nunca esteve exposta
à vizinha sob tensão.

Ao fim de um mês está seca!

Como seria de esperar
numa estufa israelense

onde há 40º C no verão.

Não é surpresa para ninguém aqui.

Mas esta planta, este conjunto,
ligou-se a uma das raízes

de uma das plantas expostas à seca

antes de a experiência começar,

antes de começar a exposição à seca.

Um mês depois, é este o seu aspeto!

Não é por lhe termos dado mais água.

É porque as plantas ganham experiência,

experiência comunicativa,

de enfrentar uma vizinha que, em tempos,
foi exposta a uma seca,

usando a informação,
guardando-a algures

e usando-a posteriormente,

sobrevivendo melhor
e resistindo à seca no futuro.

Isto é aprendizagem e memória

de criaturas sem cérebro.

Isto é uma grande lição.

A lição é de criaturas humildes,

que não têm cérebro
mas aprendem, memorizam

e usam as informações ambientais

para, posteriormente, sobreviverem melhor.

Quero agradecer aos membros
do meu laboratório,

ao Dr. Omer Falk,
que supervisionou o processo

e a maior parte das experiências,

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

a Miri Vanunu e Oron Goldstein;

e o generoso apoio financeiro

da Fundação de Ciências de Israel.

Muito obrigado!

Aplausos