Entenda a influência dos 9 grupos de hormônios vegetais (auxina, giberilina, citocinina, etileno, ácido abscísico, brassinosteroides, ácido salicílico, estrigolactonas e ácido jasmônico) no crescimento e desenvolvimento das plantas e na tolerância aos estresses bióticos e abióticos.

Os hormônios vegetais são mensageiros químicos que coordenam o crescimento, desenvolvimento e respostas as plantas aos desafios ambientais.

Estes compostos químicos, produzidos em células vegetais, atuam coordenando uma complexa resposta a estímulos internos e externos. Desde o alongamento das raízes em busca de luz até a defesa contra patógenos, esses hormônios desempenham papéis fundamentais em cada estágio da vida de uma planta.

Neste artigo, exploraremos a influência dos hormônios vegetais no crescimento das plantas e como eles permitem que a planta se adapte a uma variedade de estímulos ambientais, sejam eles bióticos, como a presença de patógenos, ou abióticos, como mudanças na temperatura, disponibilidade de água e luz inadequada.

Continue a leitura para entender como age cada um dos 9 grupos de hormônios vegetais: auxina, giberilina, citocinina, etileno, ácido abscísico, brassinosteroides, ácido salicílico, estrigolactonas e ácido jasmônico.

Hormônios vegetais e a resposta a estímulos ambientais

Os hormônios vegetais possuem importante função na capacidade de resposta das plantas a estímulos bióticos e abióticos. Divididos em nove grupos principais, incluindo auxinas, giberelinas, citocininas, ácido abscísico, etileno entre outros, esses compostos químicos atuam como mensageiros intracelulares, coordenando respostas específicas a mudanças em seu meio.

Quando as plantas são confrontadas com adversidades de variações de temperatura, disponibilidade de água, luz inadequada ou ataques de patógenos, diferentes hormônios vegetais são acionados para orquestrar respostas específicas.

Podemos exemplificar com o ácido abscísico, que regula a resposta ao estresse hídrico, induzindo o fechamento dos estômatos para evitar a perda excessiva de água. Na tabela 1 são apresentados outros exemplos de papéis dos fitohormônios nas respostas ao estresse abiótico.

As giberelinas, por sua vez, estimulam o alongamento do caule em busca de luz quando a planta está sombreada.

Já o etileno desempenha um papel fundamental no amadurecimento de frutos e na resposta a danos mecânicos.

A compreensão a respeito de como esses diferentes grupos de hormônios vegetais interagem e modulam as respostas das plantas a estímulos ambientais bióticos e abióticos é fundamental para a produtividade.

Essa compreensão permite o desenvolvimento de estratégias de manejo mais assertivas, que otimizará o desenvolvimento das plantas em condições adversas e consequentemente garantirá a produtividade.

Tabela 1. Exemplos de papéis dos hormônios vegetais nas respostas ao estresse hídrico. Fonte: Waadt et al. (2022)

O que são hormônios vegetais e quais são os 9 grupos?

Os hormônios vegetais ou fitohormônios podem ser definidos como compostos derivados de plantas que funcionam como reguladores de crescimento, localmente ou em longas distâncias e em concentrações baixas (submicromolares).

São moléculas reguladoras que desempenham um papel fundamental na coordenação do crescimento, desenvolvimento e respostas das plantas a fatores bióticos e abióticos.

Ao todo podemos discorrer a respeito de 9 grupos principais de hormônios vegetais, cada qual com suas funções específicas.

Figura 1. Estruturas químicas dos fitormônios. Fonte: Taiz, 2017.

• Auxinas

As auxinas são responsáveis pela promoção do crescimento das plantas, através do alongamento celular. São produzidas na extremidade do caule, folhas jovens e sementes em desenvolvimento.

Seu efeito característico é o estímulo no alongamento e expansão celular, o que promove o crescimento de raízes e caules. Porém, a quantidade de hormônio presente determina se haverá um estímulo (baixa quantidade) ou inibição (alta quantidade) no processo de alongamento celular.

Plantas estimuladas por auxinas exibem dominância apical, o que resulta em poucos ramos laterais e frutos sem sementes. As auxinas retardam o início da abscisão foliar, ou seja, os níveis deste hormônio são altos nas folhas jovens, decrescendo à medida que as folhas senescem.

O movimento das auxinas nas plantas é polar, do ápice dos meristemas em direção à base de folhas, caules e raízes. Tal movimento é essencial para o desenvolvimento da polaridade básica parte aérea-raiz. Esse transporte requer energia e não é influenciado pela gravidade.

Sua forma, naturalmente encontrada em vegetais, mais comum é o ácido indolacético (AIA).

• Giberelinas

As giberelinas são produzidas em folhas e tecidos jovens do caule, bem como em sementes em germinação e frutos. Assim como as auxinas, as giberelinas também desempenham um papel fundamental sobre o crescimento vegetal.

Pertencentes a uma classe hormonal que controla diversos aspectos do crescimento e desenvolvimento das plantas. As giberelinas possuem influência sobre o alongamento do caule, crescimento de raízes e frutos e germinação de sementes.

O embrião da planta jovem produz giberelinas, as quais estimulam a semente a sintetizar enzimas digestivas, que possuem o papel de degradar moléculas orgânicas armazenadas no endosperma. Esse processo resulta na liberação de açúcares e aminoácidos para o embrião, auxiliando seu desenvolvimento.

Há uma ampla gama de variedade de giberelinas, contando com mais de 137 tipos diferentes. A forma mais reconhecida é o ácido giberélico.

• Citocininas

As citocininas se fazem abundantes em locais onde a proliferação celular é intensa, tais como sementes em germinação, frutos, folhas em desenvolvimento e na ponta de raízes.

Quando associadas às auxinas, desempenham um papel crucial na divisão celular e no controle da dominância apical das plantas. Nesse caso, a relação entre esses hormônios é antagônica, onde a auxina inibe o crescimento de gemas laterais, enquanto a citocina estimula e promove o crescimento destas.

As citocinas possuem a capacidade de promover a retenção de substâncias, como aminoácidos, dentro das células, contribuindo assim com o retardo no envelhecimento delas. Este efeito é muito útil para floriculturas e transporte de hortaliças, sendo este fitormônio amplamente aplicado nesses contextos.

• Etileno

O etileno é o único fitormônio gasoso e por ser um gás, possui fácil distribuição pelas estruturas vegetais, onde desempenha funções essenciais, como amadurecimento de frutos e promoção da queda de folhas. O etileno parece ser o principal regulador do processo de abscisão, com as auxinas atuando como supressor do efeito dele.

Além de desempenhar um papel chave nas estratégias das plantas (que ajustam seu ciclo de vida em resposta a situações adversas), esse gás é comumente usado por comerciantes a fim de acelerar o amadurecimento de frutos verdes climatéricos.

• Ácido Abscísico (ABA)

Predominantemente produzida em folhas, extremidade das raízes e caules, se diferencia dos demais fitormônios, previamente abordados, pela sua ação vegetal.

O ABA atua inibindo o crescimento da planta e desempenha um papel fundamental na indução da dormência de gemas e sementes. Ou seja, promove o envelhecimento de estruturas como folhas, flores e frutos.

Sua produção está diretamente associada a períodos de escassez de água. Essa resposta ao estresse hídrico é crucial para a sobrevivência da planta e permite que ela conserve água e evite sua desidratação, já que este hormônio promove o fechamento estomático.

O ABA também inibe a germinação precoce e a viviparidade.

• Brassinosteroides

Os brassinosteroides são responsáveis pelos fenômenos de desenvolvimento vegetal, como divisão, alongamento e diferenciação celular, fotomorfogênese, desenvolvimento reprodutivo, geminação, senescência foliar e respostas a estresses.

Eles foram descobertos como substâncias promotoras de crescimento presentes no pólen da Canola (Brassica napus) e, portanto, inicialmente denominados como brassinas.

Diversos tipos estão sendo identificados, principalmente intermediários das rotas catabólicas. Dentre as formas de brassinosteroides, destacam-se o brassinolídeo e sua precursora imediata, a catasterona. No entanto, é importante salientar que a predominância de uma forma pode variar de acordo com a espécie vegetal e o tipo de tecido analisado.

• Estrigolactonas

As estrigolactonas, ocorrem em cerca de 80% das espécies vegetais e são parte de um grupo de lactonas terpenoides. São produzidas na raiz e parte aérea.

Promovem interações simbióticas com fungos micorrízicos, o que facilita a absorção de fosfato do solo. Ademais, inibem a ramificação de raízes, enquanto estimulam a atividade cambial e o crescimento secundário, além de estimular o crescimento de pêlos radiculares.

Este hormônio interage com as auxinas para regular a arquitetura da parte aérea, mais especificamente ao reprimir o crescimento de gemas axilares.

• Jasmonatos

O ácido jasmônico e seus derivados jasmonatos são reguladores vegetais endógenos produzidos por várias espécies de plantas, que atuam no mecanismo de defesa e agem como sinalizadores de estresse.

O ácido jasmônico atua nas respostas de defesa contra insetos herbívoros desencadeando a formação de proteínas de defesa. A maior parte dessas proteínas interfere no sistema digestório dos insetos. Além disso, ativa rotas metabólicas para a produção de compostos secundários tóxicos e repelentes.

• Ácido salicílico

O ácido salicílico é um importante hormônio vegetal que regula muitos aspectos do crescimento e desenvolvimento, sendo mais conhecido por mediar a resposta do hospedeiro a infecção por patógenos. Além do papel na resposta a estresses bióticos, promove um efeito de resistência a estresses abióticos. Ele também induz a senescência foliar.

Considerações finais

A fisiologia vegetal revela-se uma disciplina ampla e complexa, permeada por nuances que variam entre as diferentes culturas de plantas. Essa ciência busca decifrar os mecanismos envolvidos no crescimento, desenvolvimento, nutrição e respostas a fatores bióticos e abióticos.

Essa ciência, também nos remete a diversidade que existe entre as espécies vegetais, com adaptações específicas a diferentes nichos ecológicos. Isso destaca a importância de abordagens de manejo específicas na agricultura, reconhecendo que o que funciona para uma cultura pode não ser igualmente eficaz para outra.

Utilizando a cana-de-açúcar como exemplo, podemos observar que além dos hormônios agirem de maneira específica, a aplicação de nutrientes foliares também se faz dessa maneira. Refrisando que cada cultura necessita um olhar abrangente e direcionado a fim de ser traçada a estratégia de manejo mais adequada. Veja no vídeo abaixo:

Em suma, a fisiologia vegetal desempenha um papel vital na agricultura. Ela nos desafia a explorar as complexidades das culturas e a aplicar esse conhecimento de maneira assertiva a fim de promover produtividade, preservação ambiental e a segurança alimentar em um mundo em constante evolução.

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Referência

TAIZ, L.; ZEIGER, E.; MOLLER, I. M.; MURPHY, A. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 6ª edição. Porto Alegre: Artmed, 2017.

 WAADT, R.; SELLER, C.A.; HSU, P.K.; TAKAHASHI, Y.; MUNEMASA, S.; SCHROEDER, J.I. Plant hormone regulation of abiotic stress responses. Nature Reviews Molecular Cell Biology. V. 23, p. 680-694, 2022. DOI: 10.1038/s41580-022-00479-6

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