Uma nova pesquisa está definida para mudar a compreensão do livro de como as plantas respiram.

Explicações anteriores de como as plantas absorvem dióxido de carbono e expiram o oxigênio se concentraram no espessamento das paredes internas das células-guarda. Essas células controlam os estômatos - poros minúsculos que as plantas usam para a troca gasosa, regulação da água e defesa do patógeno.

Em pesquisa publicada em Diário da Planta , uma equipe liderada pelo professor Richard Morris do John Innes Center, Norwich, Professora Silke Robatzek do Laboratório Sainsbury, Norwich, e colaboradores da Universidade de Madrid, desenvolveu o primeiro modelo 3D completo de uma célula de guarda.

Usando uma simulação 3D, eles descobriram que três ingredientes eram necessários para que as células de guarda funcionassem com eficácia.

Em primeiro lugar, o nível de água ou pressão de turgor dentro da célula, em segundo lugar, a elasticidade da parede celular, em terceiro lugar, é a geometria em forma de rim que converte a pressão em mudanças de forma.

O professor Richard Morris disse, "Este trabalho pode nos ajudar a entender como tornar as plantas mais resistentes ao clima."

"Células de guarda também são pontos quentes para o ataque de patógenos, portanto, entender o que controla a abertura e o fechamento dos estômatos é importante para melhorar a saúde das plantas."

Trabalho adicional, publicado em Biologia Atual , envolvendo o John Innes Center, a Universidade de Sheffield e o Laboratório Sainsbury em Cambridge revelaram outro segredo da dinâmica da célula de guarda.

Usando microscopia de força atômica e modelagem por computador, a equipe percebeu um enrijecimento inesperado nas regiões finais da célula de guarda, ou pólos.

"Este endurecimento polar reflete uma fixação mecânica das extremidades da célula de guarda, o que evita que os estômatos aumentem de comprimento à medida que se abrem. Isso leva a um aumento na velocidade de abertura dos poros e a poros maiores. Você obtém estômatos 'melhores'." explica o Prof Jamie Hobbs da Sheffield University.

O mesmo efeito foi observado na planta modelo Arabidopsis e tomate e milho, sugerindo que está disseminado por todas as espécies de plantas.

O professor Morris disse que a equipe está planejando estender sua pesquisa ao estudo de estômatos de grama, que têm uma forma diferente e provavelmente um mecanismo subjacente diferente.

Apesar da importância das células guarda e de sua função, a mecânica subjacente foi mal compreendida até agora.

As células de guarda mudam de forma em resposta à pressão de turgor - a pressão da água dentro das células. Quando a pressão de turgor é alta, as células incham, afastando-se um do outro, abrindo os estômatos.

Conforme a água sai das células, a pressão de turgor reduz e as células se tornam mais achatadas, menos em forma de rim, o que fecha o poro.