p Sem olhos, ouvidos, ou um sistema nervoso central, as plantas podem perceber a direção das pistas ambientais e responder para garantir sua sobrevivência. p Por exemplo, as raízes precisam se estender através do labirinto de cantos e fendas do solo em direção a fontes de água e nutrientes. As várias maneiras pelas quais as plantas orientam essa ramificação para tirar proveito de seu ambiente é de grande interesse para os cientistas e de uso potencial por agricultores que precisam de plantações que produzam mais alimentos com menos recursos.

p O biólogo da Carnegie e da Universidade de Stanford José Dinneny passou anos estudando como o crescimento da raiz responde à água, particularmente por meio de um fenômeno chamado hidropadronização, o que permite que as plantas otimizem a ramificação da raiz para maximizar a absorção de água.

p Assim como as plantas se ramificam acima do solo para obter acesso à luz do sol, as raízes das plantas formam uma rede subterrânea ramificada, com raízes laterais crescendo fora de um eixo principal. A estrutura dessas redes de sistema radicular deve ser regulada de forma a otimizar a exploração do solo, enquanto limita a expansão em regiões pobres em água.

p "Sabíamos que as plantas estavam fazendo isso - ramificando em direção à água - mas não o mecanismo de como a planta estava percebendo e reagindo a este sinal ambiental, "Dinneny explicou.

p Ele e o estudante de graduação de Stanford Neil Robbins II decidiram determinar se a capacidade observada de uma raiz de planta para estimular a ramificação em direção à umidade e desencorajar a ramificação em solo seco está localizada em qualquer parte da raiz, ou é compartilhado por toda a estrutura da raiz.

p "Ao compreender onde a raiz percebe a água, podemos obter pistas de como a planta realiza esta tarefa notável, "diz Dinneny.

p Usando abordagens de microdissecção em escala fina e modelagem matemática, eles descobriram que a ponta da raiz, onde a expansão celular impulsiona o crescimento, é capaz de perceber e responder aos sinais de umidade, moldando a direção na qual a raiz se ramifica no solo. O uso de modelagem matemática mostrou que a percepção da água observada pelo movimento da água na raiz foi dramaticamente afetada pela taxa de crescimento da raiz.

p O autor principal, Robbins, comentou:"Quando o crescimento da raiz desacelerou, a capacidade da raiz de responder à direção da água foi fortemente diminuída. Este trabalho indica que o processo ativo de captação de água pela raiz é necessário para ver onde a água está na água do solo e responder de forma desenvolvimental a esta pista ambiental chave. "

p Para colocar este trabalho no contexto, é importante perceber que pouco se sabe sobre como as plantas percebem a abundância de água no meio ambiente e a maioria dos trabalhos tem se concentrado nos eventos de sinalização que acontecem no nível celular.

p O trabalho de Robbins e Dinneny, publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences , mostra que o próprio processo de crescimento induz um estado físico na planta que permite que ela perceba na escala do órgão a direção de um recurso muito necessário em seu entorno.

p “A planta parece ver a direção da água apenas quando está tentando extraí-la do meio ambiente, "Dinneny disse." Quando a expansão da célula não está impulsionando o crescimento, a capacidade de ver a direção da água é reduzida, e a raiz não consegue ver ou não se importa onde está a água e começa a fazer galhos em todas as direções. "

p Using the flux of water as a key metric of water availability may provide an important way in which the plant can convert the outside picture of where water is in soil into an internal biophysical pattern that plants can then interpret. Understanding how plants optimize this process for particular soil environments may enable the production of more water-efficient plants. When it comes to the importance of water for plants, a picture can be worth a thousand words.