Isto é fundamental para as árvores de fruto porque estes botões florais têm de sobreviver ao inverno para produzir a colheita do ano seguinte
Os investigadores da UBC Okanagan estão a trabalhar para saber mais sobre a forma como as cerejeiras doces (Prunus avium) protegem naturalmente os seus botões do congelamento durante os meses frios de inverno. Elizabeth Houghton licenciou-se recentemente no Departamento de Biologia da Faculdade de Ciências Irving K. Barber.
O seu último trabalho, publicado na revista Plant Biology, examina o modo como as cerejeiras doces, tal como muitas árvores de fruto, utilizam uma estratégia de sobrevivência natural denominada sobrearrefecimento para proteger os botões florais não desenvolvidos durante as temperaturas de congelação.
Isto é fundamental para as árvores de fruto porque estes botões florais têm de sobreviver ao inverno para produzir a colheita do ano seguinte. No final de janeiro de 2024, as temperaturas em Okanagan desceram até aos -27°C, causando danos graves a muitas árvores de fruto. As estimativas indicam que 90 por cento da colheita de verão prevista foi destruída.
Embora muitas árvores disponham de métodos naturais para sobreviver a Invernos rigorosos, um processo de sobrevivência por sobrearrefecimento nos frutos de caroço continua a levantar questões aos investigadores.“Plantas como as cerejas doces podem sobreviver a temperaturas negativas no inverno através do super-arrefecimento. Quando se encontram neste estado, o líquido nas células vegetais pode evitar o congelamento, mesmo a temperaturas muito inferiores a 0°C – chamamos a isto um líquido metaestável. No entanto, o líquido pode congelar se for acionado por uma impureza ou partícula de gelo”, afirma.
“Não compreendemos totalmente como isto funciona em algumas estruturas vegetais e queríamos saber mais sobre a forma como os botões florais da cereja doce sobrevivem a temperaturas frias.”Embora a maior parte da investigação sobre árvores de fruto com caroço se tenha centrado nos pêssegos, Houghton observa que foi dada pouca atenção aos botões florais da cerejeira doce que contêm múltiplos primórdios. Estas estruturas celulares desenvolvem-se numa flor e acabam por produzir frutos, em vez de apenas uma única, como as do pessegueiro.
A investigadora examinou vários fatores para compreender melhor o sobrearrefecimento, incluindo a forma como o gelo se forma nos botões, como as camadas exteriores congelam e as alterações internas que os botões sofrem à medida que o tempo aquece e a primavera se aproxima. Observou que as cerejeiras são especialmente vulneráveis no início da primavera porque perdem a sua capacidade de sobrearrefecimento à medida que os botões crescem. “Uma vaga de frio repentina pode ser desastrosa”, explica em comunicado.
“Os botões de cerejeira têm uma forma especial de se protegerem do congelamento no inverno, mas à medida que crescem na primavera, perdem alguma dessa proteção.Estamos a tentar perceber melhor como é que estes botões de fruto sobrevivem a temperaturas extremas no inverno”, acrescenta. “E porque há algum debate sobre como poderão ser os invernos no futuro – podemos vir a ter mais episódios de frio extremo – é importante aprendermos com as cerejeiras para trabalharmos no sentido de proteger as culturas frutícolas.”
Portanto, segundo o estudo os botões de flores da cerejeira doce (Prunus avium) não congelam no inverno devido à presença de mecanismos biológicos adaptativos que promovem o sobrearrefecimento, permitindo que a planta sobreviva a temperaturas extremamente baixas. Esse fenómeno é resultado de uma série de características anatómicas e fisiológicas que ajudam a impedir a formação de cristais de gelo nos tecidos vegetais.
Durante o inverno, os botões florais da cerejeira doce exibem uma notável resistência ao congelamento, que se deve, em grande parte, à capacidade de criar barreiras físicas e químicas à propagação do gelo. Uma das principais características dessa adaptação é a formação de uma barreira nas regiões que circundam os primórdios florais, que impede que o gelo se espalhe, protegendo os tecidos delicados da flor de danos causados pelo congelamento.
Além disso, as escamas que cobrem os botões florais desempenham um papel crucial na proteção contra o congelamento, pois servem como uma camada isolante, criando um microambiente mais estável em torno dos primórdios e, assim, retardando a formação de cristais de gelo dentro dos botões. Embora o gelo ainda se possa formar em algumas partes da estrutura do botão, a presença dessas escamas permite que o sobrearrefecimento ocorra sem danificar os tecidos essenciais para o desenvolvimento das flores.
As análises anatómicas indicam que a diferenciação vascular nos primórdios das flores durante a hibernação também desempenham um papel significativo na proteção contra o congelamento. Essa diferenciação pode criar canais que dificultam a propagação do gelo, permitindo que a planta mantenha os seus tecidos num estado de sobrearrefecimento até que as condições de temperatura permitam o descongelamento.
Porém, ao longo da primavera, à medida que ocorre a diferenciação do xilema nos primórdios florais, esses canais podem facilitar a propagação do gelo, comprometendo a capacidade de sobrearrefecimento. Esse processo é um exemplo claro de como a planta ajusta a sua resposta ao frio de acordo com a fase de desenvolvimento, garantindo que, no inverno, a flor esteja protegida, mas permitindo que o processo de descongelamento e crescimento normal ocorra quando as temperaturas se elevam.
Portanto, a razão pela qual os botões de flores da cerejeira doce não congelam no inverno está relacionada a um conjunto de adaptações anatómicas e fisiológicas complexas, incluindo barreiras à propagação do gelo e a presença de escamas protetoras. Esses mecanismos permitem que a planta sobreviva a temperaturas extremamente baixas, garantindo que a flor permaneça intacta até a chegada da primavera.
