Como as plantas carnívoras tomaram gosto pela carne

A planta de jarro é uma espécie carnívora que cresce no sul da Austrália. O doce aroma de seu néctar atrai os insetos que, com a forma particular de vaso de algumas de suas folhas, acabam sendo presos. Lentamente, enzimas digestivas decompõem os nutrientes essenciais do inseto, dos quais a planta se alimenta. Agora, o sequenciamento de seu genoma permitiu descobrir como esta e outras espécies de plantas carnívoras desenvolveram seu gosto por carne.

Charles Darwin parece que nunca chegou a conhecer a planta de jarro (Cephalotus follicularis). Embora em sua viagem a bordo do Beagle tenha chegado à mesma área do sudoeste da Austrália, local de origem da espécie, em sua pioneira obra sobre plantas insetívoras não menciona esta variedade. Mas, no entanto, descreve muitas outras. Já naquela época, o naturalista inglês vinculou a radical dieta desses vegetais a uma estratégia para sobreviver em ambientes agressivos. Até mesmo postulou que essas plantas obtinham seus nutrientes mais da carne dos insetos do que do solo através das raízes.

Plantas insetívoras de três continentes percorreram o mesmo caminho evolutivo

“Obtêm, principalmente, nitrogênio e fósforo, nutrientes essenciais para a planta”, diz o professor de genética da Universidade de Barcelona, Julio Rozas, “e é a resposta das plantas que vivem em solos muito pobres”, acrescenta. Rozas faz parte do grupo de cientistas que sequenciaram o genoma da planta de jarro. A planta tem a particularidade de que, como parte de suas folhas são planas e têm a missão tradicional de realizar a fotossíntese, outras se moldam até formar o jarro que atrai, prende, digere e absorve os insetos. Esta dualidade permitiu comparar a expressão dos genes em algumas folhas com outras.

A pesquisa, publicada na revista Nature Ecology & Evolution, mostra que grupos de proteínas que originalmente intervinham no sistema de defesa da planta de jarro contra patógenos ou para lidar com o estresse do vegetal agora produzem enzimas digestivas. “Por exemplo, a quitinase básica, que decompõe a quitina do exoesqueleto dos insetos”, disse Rozas. Outra enzima que esta planta desenvolveu graças a genes que reorientaram sua missão é fosfatase ácida púrpura, permitindo à C. follicularis assimilar o fósforo que rouba de suas vítimas.

Os pesquisadores também compararam as enzimas digestivas da planta de jarro com outras três espécies de plantas carnívoras de outros continentes. As três (a asiática Nepenthes alata, a americana Sarracenia purpurea e também a australiana, mas do norte, Drosera Adelae) pertencem a linhagens diferentes da C. follicularis e se transmutaram há cerca de 100 milhões de anos.

Apesar da distância geográfica e evolutiva, as quatro plantas modificaram quase os mesmos genes e passaram pelas mesmas alterações moleculares. As quatro também sofrem a mesma pressão seletiva e crescem em solos pobres em nutrientes. Isso sugere que a evolução tem um número limitado de vias evolutivas que podem ser seguidas. Trata-se de um exemplo de convergência evolutiva ou evolução paralela.

O biólogo da Universidade de Buffalo (EUA) e coautor do estudo, Victor A. Albert, participou em 2014 do sequenciamento do genoma do café. Em seguida, testaram esta evolução em paralelo com a cafeína. Presente no cacau, no chá e no café, três plantas tão distintas entre si como as carnívoras do presente estudo, a substância viciante se deve à ajuda de quase as mesmas proteínas nos três casos. Como diz Albert, “as plantas que têm um conjunto de ferramentas genéticas e estão tentando ter a resposta para o problema de como se tornar carnívoras, no final acabam encontrando a mesma solução”.