Plantas Carnívoras

Pessoal, vasculhando a internet achei algumas pesquisas interessantes que compartilho aqui, para os que ainda não viram isso.

A seguir, montei um histórico sobre as investigações recentes que tratam do mecanismo de fechamento da armadilha da Dionaea.

Leiam com calma pois existem alguns termos técnicos mas espero que gostem do assunto e sugiro entrarem nos links que coloquei pra lerem os artigos completos, nos casos em que estão disponíveis para acesso livre. Neles tem informações e fotos mais detalhadas.

• Em um artigo publicado em 2007, com o título "Fechamento da Papa-moscas pela estimulação elétrica das células motoras", os pesquisadores mostraram pela primeira vez que o mecanismo de acionamento das armadilhas responde ao estímulo de uma corrente elétrica muito fraca, gerando o mesmo efeito que o observado quando se toca o pelo sensitivo no interior da armadilha, levando igualmente 0,3 segundos para fechá-la. A carga elétrica foi aplicada usando-se 2 eletrodos finos, um deles introduzido na nervura central da armadilha (polo +) e outro em um dos lóbulos da armadilha (polo -), sob tensão de 1,5 V (volts). A polaridade invertida não provocou o fechamento da armadilha. Nessa ocasião, constataram que a carga elétrica média necessária para acionar o fechamento foi de 13,6 µC (unidade de medida: Coulomb), podendo ser aplicada com um pulso único ou dividida em vários pulsos com cargas menores em intervalo de tempo curto. A partir de então, o estímulo elétrico passou a ser usado para aprofundar o conhecimento desse mecanismo, além de filmagem em alta velocidade. Verificaram que a energia que a planta gasta para fechar sua armadilha, depois do estímulo, é derivada da hidrólise de ATP e também identificaram que algumas substâncias bloqueadoras de canais de íons, como cloreto de tetraetilamônio (TEACL), cloreto de bário (BaCl) e cloreto de zinco (ZnCl); além de desacopladores, como carbonil cianeto ?-trifluoro-metoxi fenilhidrazona (FCCP); 2,4-dinitrofenol e pentaclorofenol podem atuar no processo diminuindo drasticamente a velocidade do fechamento.
  
  Arquivo completo em PDF
  Resumo: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2634039/" onclick="window.open(this.href);return false;
  autores: Alexander G. Volkov, Tejumade Adesina e Emil Jovanov
• Em 2008, no trabalho intitulado "Movimento ativo nas plantas: Mecanismo de fechamento da armadilha de Dionaea muscipula", os autores propuseram uma explicação nova para o fechamento da armadilha, adicionando o conceito de curvatura hidroelástica. Resumidamente, ela se baseia no modelo proposto primeiramente por Charles Darwin durante suas observações, onde estabeleceu que no interior de cada lóbulo da armadilha existiriam duas camadas de células, uma interna e outra externa, e se comportariam de maneira diferente no momento da captura, o que foi confirmado por outros autores atribuindo essa dinâmica à pressão de turgor. Nesta abordagem nova, foi introduzida a ideia de energia elástica como um fator importante mostrando que, quando a armadilha está aberta, o conjunto todo possui tal energia acumulada devido à diferença da pressão hidrostática entre as duas camadas nos lóbulos. Na sequência do estímulo, determinados poros que existem entre as membranas (canais de íons) são abertos e conectam as duas camadas fazendo com que a água flua de uma para a outra e isso leva à mudança de configuração dos lóbulos, que antes estavam em forma convexa e passam para formato côncavo, devido ao equilíbrio hidrostático entre as camadas (fechando a armadilha). Assim, o processo natural resulta da sequência de 3 fases, depois do estímulo mecânico:
  a) percepção do estímulo;
  b) transmissão de sinal elétrico;
  c) processos bioquímico e mecânico: abertura de canais de íons --> transporte de água --> equilíbrio hidrostático entre as 2 camadas e liberação de energia elástica (que estava acumulada devido à pressão hidrostática diferencial).
  
  Modelo do fechamento da armadilha: (A) Aberta; (B) Estágio intermediário com curvatura igual a zero; (C) Fechada.
  (coluna da esquerda—vista frontal / coluna direita—visão lateral)
  [thumbnail=center]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articl ... fig002.jpg[/thumbnail]
  
  Fechamento da armadilha com estímulo mecânico, A) fio de algodão e B) pedaço de gelatina; e estímulo elétrico C) 14 µC:[thumbnail=center]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articl ... fig003.jpg[/thumbnail]
  
  Arquivo completo em PDF
  Versão HTML: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2637513/?tool=pubmed
  autores: Vladislav S. Markin, Alexander G. Volkov e Emil Jovanov
• Ainda em 2008, em outro trabalho: "Carga induz o fechamento da armadilha de Dionaea muscipula", os mesmos autores identificaram outro desacoplador, o carbonil cianeto m-clorofenilhidrazona (CCCP), que também diminui a velocidade do fechamento da armadilha. As plantas tratadas com esse composto e com cloreto de zinco no substrato levaram entre 2 e 5 segundos para fechar as armadilhas, necessitando ainda de cargas elétricas maiores para induzir o fechamento. Esse efeito foi revertido após a lavagem do substrato com água destilada, voltando aos 0,3 segundos.
  
  Desenho do experimento:[thumbnail=center]https://ars.els-cdn.com/content/image/1 ... 76-gr1.jpg[/thumbnail]
  
  Sequência mostrando estimulação mecânica por pedaço de gelatina (A) e carga elétrica de 14 µC (B). 50 mL de solução ZnCl (concentração de 10 mM) foi adicionado no solo 4.5 h antes do experimento:[thumbnail=center]https://ars.els-cdn.com/content/image/1 ... 76-gr6.jpg[/thumbnail]
  
  Sequência mostrando fotos depois da armadilha receber carga elétrica de 28 µC. 50 mL de solução com CCCP a 10 µM foi adicionada ao solo 72 h antes do experimento e 24 h antes o solo foi lavado com água destilada:[thumbnail=center]https://ars.els-cdn.com/content/image/1 ... 76-gr8.jpg[/thumbnail]
  
  Sequência de ativação do mecanismo, mostrando as fases onde atuam os bloqueadores e onde há gasto de energia (ATP):[thumbnail=center]https://ars.els-cdn.com/content/image/1 ... 76-gr9.jpg[/thumbnail]
  
  
  Resumo: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1567539408000376
  autores: Alexander G. Volkov, Tejumade Adesina e Emil Jovanov
• Em 2009, com título "Memória elétrica na Papa-moscas", os pesquisadores elucidaram outras informações com medidas exatas desse mecanismo, tais como:
  - A carga elétrica necessária para ativação da armadilha em temperatura ambiente (25° C) foi de 8 µC (micro Coulomb) para uma armadilha pequena e 9 µC para uma armadinha grande;
  - Uma carga elétrica menor (de 4.1 µC) ativou as armadilhas quando a temperatura foi elevada (entre 28° - 36° Celsius);
  - E, justificando o título do trabalho, também evidenciaram a memória sensorial quando o estímulo mecânico é mantido sobre um mesmo pelo, além de considerarem a existência de uma memória elétrica de curto prazo, devido ao caráter cumulativo dos estímulos elétricos.
  
  Esquema do fechamento da armadilha:[thumbnail=center]https://ars.els-cdn.com/content/image/1 ... 68-gr8.jpg[/thumbnail]
  
  Resumo: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1567539409000668
  autores: Alexander G. Volkov; Holly Carrell; Andrew Baldwin e Vladislav S. Markin
• No estudo mais recente (Janeiro/2012), intitulado "Energética e força no fechamento da armadilha de Dionaea muscipula", os pesquisadores aprofundaram no conhecimento desse mecanismo usando técnicas mais avançadas. Mostrou-se que o mercúrio oxidado (Hg 2+) também atrasa o fechamento da armadilha por inibir a aquaporina (proteína da membrana celular transportadora de água).
  
  Também abordaram outros aspectos e, desta vez, utilizaram um sensor com filme piezoelétrico (que converte energia mecânica em campo elétrico) para medir a “força da mordida”:
  - força de fechamento é de 0.14 N (unidade de medida: Newton)
  - pressao correspondente à força entre os 2 lóbulos = 38 kPa (unidade: Pascal)
  
  Desenho do experimento:[thumbnail=center]https://ars.els-cdn.com/content/image/1 ... 18-gr2.jpg[/thumbnail]
  
  Respostas elétricas do sensor piezoelétrico ao fechamento da armadilha:[thumbnail=center]https://ars.els-cdn.com/content/image/1 ... 8-gr10.jpg[/thumbnail]
  
  Diagrama do circuito elétrico natural em Dionaea muscipula:[thumbnail=center]https://ars.els-cdn.com/content/image/1 ... 8-gr12.jpg[/thumbnail]Abreviações: D – canal de íon, C – capacidade, M – motor hidroelástico osmótico, PS – foto-sistema, R–resistência.
  
  Arquivo completo em PDF
  Resumo: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0176161711003518
  autores: Alexander G. Volkov, Veronica A. Murphy, Jacqueline I. Clemmons, Michael J. Curley, Vladislav S. Markin
  Journal of Plant Physiology Item 9

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Nota: Analisando toda essa interação dos elementos químicos com a planta: cátions, ânions, inibidores, bloqueadores, enfim... observamos o quão delicadas são essas plantas e muitas outras, mas especificamente nesse mecanismo tão elaborado pela natureza que resultou em um circuito elétrico. Esses assuntos de despolarização de membrana, potencial de ação e impulso elétrico são corriqueiros nos estudos que envolvem animais, pois é assim que funcionam os neurônios, as células musculares e glandulares. Descobrir e entender mecanismos semelhantes em plantas é algo que estimula ainda mais nossa contemplação a essas obras de engenharia. Ademais, esses estudos também tem objetivos industriais visando desenvolvimento tecnológico.... sempre inspirados no que já está estabelecido na natureza.

Uma questão importante que todos questionam é o uso do substrato ideal e até de fertilizantes no cultivo de PCs.
Através dessa discussão proposta nesse tópico poderemos entender um pouco melhor onde é que isso pode interferir na fisiologia de cada espécie, no caso da Dionaea, a presença de certos compostos podem anular a captura das presas simplesmente retardando o fechamento da armadilha.

Existem vários artigos sobre isso e espero que contribuam com o tópico, assim poderemos enriquecer o fórum com assuntos específicos também.
Se necessário mudamos o título. Está aberta a discussão.
... o que acharam do assunto?

Abç