Sem nitrogênio suficiente, as plantas não crescem. A família de plantas à qual o feijão-fradinho pertence, as leguminosas, é única em sua capacidade de obter quantidades substanciais, atraindo e protegendo as bactérias fixadoras de nitrogênio.
“A capacidade das leguminosas de fazer isso lhes causou imenso sucesso como a terceira maior família de plantas do planeta”, disse Joel Sachs, professor de evolução e ecologia da UCR.
Muitas vezes, quando as pessoas cultivam, elas se concentram em características acima do solo, como resistência a doenças, rendimento e teor de proteína. Só recentemente os produtores começaram a prestar mais atenção às características subterrâneas, como a capacidade das plantas de atrair micróbios que melhoram o solo.
O patologista vegetal da UCR, Gabriel Ortiz, queria entender se o feijão-fradinho – um alimento muito popular em muitas partes do mundo – mantém sua capacidade de atrair boas bactérias mesmo depois de ser submetido a práticas agrícolas modernas. Em muitos casos, as plantas fortemente impactadas pelos humanos não se beneficiam tanto das relações com as bactérias em comparação com seus parentes selvagens.
No entanto, Ortiz e sua equipe descobriram que as ervilhas mantinham sua capacidade natural de formar relações benéficas com bactérias fixadoras de nitrogênio. “Na verdade, algumas das cepas do experimento parecem ter se beneficiado mais das bactérias do que seus ancestrais selvagens”, disse Sachs.
Os resultados desta pesquisa acabam de ser publicados na revista Evolution. Os experimentos envolveram 20 tipos diferentes de feijão fradinho e apontam para uma base genética para suas habilidades simbióticas.
Para atrair as bactérias que fixam o nitrogênio, os rizóbios, o feijão fradinho emite substâncias químicas através de suas raízes. Eventualmente, as raízes formam nódulos semelhantes a tumores que protegem os rizóbios e os fornecem carbono. Em troca, as ervilhas de olhos pretos recebem uma forma útil e fixa de nitrogênio.
“Quando a planta sente que vai morrer, ela libera as bactérias no solo, reabastecendo-o”, explicou Ortiz. “Os produtores podem alternar as estações das leguminosas com outras culturas, deixando o solo cheio de bactérias fixadoras de nitrogênio que reduzem a necessidade de fertilizantes”.
Quando o fertilizante de nitrogênio é aplicado mais rápido do que as plantas podem usá-lo, o excesso pode acabar na atmosfera como um gás de efeito estufa ou lavado em lagos, rios e oceanos. Nas vias navegáveis, o nitrogênio alimenta a proliferação de algas nocivas que consomem todo o oxigênio e matam os peixes.
“Para tornar a agricultura mais sustentável, uma das coisas que precisamos fazer é focar na capacidade da planta de obter serviços de micróbios já no solo, em vez de tentar obter esses serviços despejando produtos químicos”, disse Sachs.
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