Quando uma semente germina, o embrião produz raízes e folhas. Para isso, ele utiliza as reservas de energia que estão estocadas na própria semente. Nós também nos alimentamos dessas reservas que são a maior parte do peso de um grão de feijão ou arroz. Agora, os cientistas descobriram como as plantas regulam a quantidade de reservas em uma semente e, portanto, seu tamanho.
As sementes se formam no fundo da flor. Lá, existe um óvulo que é fecundado pelo pólen trazido pelo vento ou insetos. Após a fecundação, se forma o embrião. Em seguida, ao redor desse embrião se acumulam as reservas.
Seleção do tamanho das sementes faz parte do esforço dos agricultores por melhor produtividade Foto: Rafael Arbex/Estadão
Nutrientes, como o açúcar, chegam às sementes e são usados para sintetizar as reservas (amido, proteínas, óleos). Esses nutrientes chegam através de um conjunto de tubos (chamados de floema) que transportam a seiva rica em açúcares das folhas para as sementes. Quando a semente está cheia de reservas, esses tubos se soltam, e a semente cai no chão. Ou acaba em nossas panelas.
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Agricultores e geneticistas têm selecionado plantas com sementes maiores faz milhares de anos. Compare uma espiga de um milho ancestral com um moderno. Apesar de anos de investigação, ainda não sabemos como o tamanho de uma semente é determinado.
Examinando a formação de sementes de uma planta chamada Arabidopsis (todos os experimentos foram também repetidos em arroz), os cientistas observaram que antes da fecundação do óvulo, os vasos do floema possuem uma tampa nas suas extremidades o que bloqueia a chegada dos nutrientes. A tampa é feita de callose, um polímero de glicose.
Quando uma semente germina, o embrião produz raízes e folhas. Foto: Tiago Queiroz/Estadão
Logo após o óvulo ser fecundado, essa tampa desaparece. Mas, o mais importante é que a tampa não desaparece caso o óvulo não seja fecundado. Quando a tampa desaparece, a semente imediatamente cresce, pois recebe nutrientes. Nas sementes não fecundadas a tampa não desaparece e a semente fica murcha. Sementes murchas podem ser observadas em muitas plantas. Os pinhões de araucária são um bom exemplo.
Essa descoberta levou os cientistas a imaginar que a presença ou ausência das tampas seria o mecanismo que regula a quantidade de alimento disponível. Eles também descobriram que o embrião produz uma enzima que destrói a callose e, portanto, a tampa. Essa enzima só é produzida quando o embrião se forma após a fertilização.
Para testar se a quantidade da enzima que destrói a tampa de callose poderia regular o tamanho da semente eles construíram plantas geneticamente modificadas. Uma delas teve o gene dessa enzima desativado e a outra teve o gene ativado constantemente.
Examinando a formação de sementes nessas plantas eles descobriram que nas plantas com a enzima desativada a tampa de callose não era destruída e as sementes eram muito menores, pois recebiam poucos nutrientes.
Já nas plantas com a enzima ativa o tempo todo, as tampas sequer eram formadas, pois a enzima destruía a callose. E nessas plantas, com enorme abundância de alimentos, as sementes ficavam muito maiores.
A conclusão é de que o tamanho das sementes é determinado pela presença de uma tampa que regula o fluxo de alimentos. É possível abrir ou fechar essa tampa aumentando ou diminuindo a atividade da enzima que destrói a tampa.
Essa descoberta abre a possibilidade de se criar plantas com sementes maiores, o que torna possível aumentar significativamente a quantidade de alimentos produzidos por hectare cultivado. Seria uma revolução na agricultura.
E tudo começou com alguns cientistas que receberam alguns milhares de dólares para estudar a formação de sementes. É um exemplo de como a ciência cria valor para a humanidade.
Mais informações: Fertilization-dependent phloem end gate regulates seed size. Curr. Biol. https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.03.033 2025
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