Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign desenvolveu um sistema novo e poderoso que torna isso possível. O estudo, publicado na revista Plant Physiology, apresenta uma ferramenta chamada “Stomata In-Sight”. Este inovador instrumento supera um grande obstáculo na ciência das plantas, permitindo que os cientistas observem os movimentos sutis dos estômatos e, ao mesmo tempo, meçam a quantidade de gás que a folha troca com a atmosfera em condições cuidadosamente controladas.

A Importância dos Estômatos para Culturas e Uso da Água

Os estômatos (do grego “bocas”) desempenham um papel fundamental na agricultura global. Quando esses poros se abrem, as plantas absorvem o carbono de que precisam para crescer. Contudo, esse processo também resulta na perda de água. Devido a essa troca, a quantidade de estômatos em uma folha e como eles se abrem e fecham afetam diretamente a eficiência do uso da água pelas plantas.

Compreender esse mecanismo é crucial para desenvolver culturas que consigam crescer com menos água e ainda assim produzir alimentos, biocombustíveis e bioprodutos de maneira confiável, especialmente em regiões sujeitas à seca. Como a equipe de pesquisa explicou, “Tradicionalmente, tínhamos que escolher entre observar os estômatos ou medir suas funções.”

Abordagens anteriores frequentemente se baseavam na obtenção de impressões foliares (semelhante à moldagem dentária), que apenas mostram um momento congelado no tempo. Outras técnicas utilizavam microscópios convencionais que permitiam visualizar a folha, mas sem oferecer controle sobre o ambiente ao redor. Essa limitação é significativa, pois os estômatos respondem rapidamente às mudanças em luz, temperatura, umidade e níveis de dióxido de carbono.

Uma Janela Para a Folha Viva

O novo sistema “Stomata In-Sight” combina três tecnologias avançadas em uma única configuração:

1. Microscopia Confocal ao Vivo
   Esse método de imagem baseado em laser produz imagens tridimensionais nítidas de células vegetais vivas sem necessidade de dissecação do tecido.

2. Medida de Troca Gasosa da Folha
   Instrumentos altamente sensíveis monitoram exatamente quanto CO2 a folha absorve e quanta água em forma de vapor é liberada.

3. Controle Ambiental
   Uma câmara especializada permite que os pesquisadores ajustem com precisão a luz, temperatura, umidade e dióxido de carbono para simular condições de cultivo do mundo real.

Ao combinar essas ferramentas, os cientistas podem observar diretamente como os estômatos se comportam à medida que as condições ambientais mudam, proporcionando uma visão em tempo real das respostas das plantas que não era possível anteriormente.

Por Que Essa Inovação é Importante

Essa análise detalhada da função vegetal pode transformar a maneira como as culturas são criadas. Ao identificar os sinais físicos e químicos que indicam aos estômatos quando abrir ou fechar, e ao entender como a densidade estomática afeta esse comportamento, os pesquisadores podem descobrir traços genéticos associados a plantas “mais inteligentes” – culturas que utilizam a água de forma mais eficiente.

Isso é especialmente relevante, pois a disponibilidade de água é o principal limite ambiental à produção agrícola. Melhorar a eficiência no uso da água pode ajudar as culturas a suportar o aumento da temperatura e o estresse causado pela seca.

O sistema foi desenvolvido por Joseph D. Crawford, Dustin Mayfield-Jones, Glenn A. Fried, Nicolas Hernandez e Andrew D.B. Leakey do Departamento de Biologia Vegetal e do Instituto de Biologia Genômica da Universidade de Illinois.

Sobre o Estudo

A pesquisa foi apoiada pelo Centro de Inovação em Bioenergia e Bioprodutos do Departamento de Energia dos EUA, pela Fundação Nacional de Ciência e por uma doação filantrópica. Os resultados aparecem em um artigo de acesso aberto intitulado “Stomata In-Sight: Integrando Microscopia Confocal ao Vivo com Medida de Troca Gasosa da Folha e Controle Ambiental”, publicado na Plant Physiology.