miércoles, octubre 14, 2009

Symbiosis and adaptation


Associações entre plantas e fungos não são novidades; todos conhecem bem a historia das micorrizas. Mas diferente desse tipo de associação mais de fronteira entre a planta e o solo (que muitas vezes é comparado com a microbiota estabelecida em nossa pele ou intestino), há um mundo interessantíssimo de associações com fungos e bactérias que vivem entranhados no parênquima vegetal – os endófitos.

Bom, reconheço que essa associação não é uma grande novidade, já se sabe disso há algum tempo. Entretanto esta situação passou a ganhar maior atenção recentemente a partir do instante em que se observou que sempre que se fazia um PCR de extratos vegetais puros, aparecia junto a amplificação de seqüências fúngicas. Vale dizer que essa associação endofítica foi, até o presente, encontrada em TODAS, as plantas analisadas. Vou repetir: TODAS. Nesse contexto há duas situações dignas de post (e que creio ter feito a Margulis feliz, jajaja).

1) No parque nacional Yellowstone (aquele dos Geisers), existe uma flora muito particular e “perfeitamente adaptada” aos solos com altas temperaturas e alta acidez. Encontrou-se que a planta Dichanthelium lanuginosum (Fig esquerda), só é capaz de agüentar tais condições ambientais devido a uma associação que faz com o fungo endofítico Curvularia protuberata. Dissociados, nem planta nem fungo, vivem em temperaturas maiores que 38ºC! Mais interessante ainda: esta resistência parece depender de um segmento de RNA viral presente no fungo. Se o fungo não estiver infectado, não há resistência!

2) Um outro exemplo de adaptação à habitats mais extremos conferido por este tipo de associação também ocorre com uma planta de restinga, que cresce em dunas de praias. Encontrou-se que a resistência a salinidade de plantas Leymus mollis (Fig direita) nas regiões costaneiras se deve a uma simbiose com um fungo endófito Fusarium culmorum. Curioso que são plantas de dunas, adaptadas a serem plantas de dunas, mas, se se tira este fungo que está lá dentro junto ao sistema vascular da planta, elas não sobrevivem nas dunas.


Creio que estas associações são muito interessantes e muito sérias pois estão na gênese do estabelecimento de um modo de viver particular. Uma construção de nicho que depende do encontro de duas ontogêneses!


Por fim, mas não menos importante, cabe ressaltar que encontrei estes exemplos estudando imunologia, porque esta também é uma situação interessante desde o ponto de vista do adoecer. Digo isso porque se saco uma espécie de fungo que faz associação mutualista com um cultivar de tomate e o coloco (este mesmo fungo) em outro varietal de tomate (mesmo background genético), então surge uma associação parasitóide e uma planta doente. Isso nos mostra claramente que o adoecer não é causado por uma bactéria agressora e invasiva, mas sim um resultado que emana de um estabelecimento ou não de uma relação particular entre os dois organismos. Isso é muito diferente da idéia de microorganismos como agencias causadoras do adoecer – uma antiga idéia de Pasteur que ainda é muito aceita na Imunologia atual. Por esses e outros motivos queremos tanto que Biologia e Imunologia se reencontrem.

Até Dezembro,

Gustavo

Referencias

Gilbert, SF. Ecological Developmental Biology: Integrating Epigenetics, Medicine, and Evolution. 2008.

Rodriguez R; Redman R. More than 400 million years of evolution and some plants still can’t make it on their own: plant stress tolerance via fungal symbiosis. Journal of Experimental Botany, Vol. 59, No. 5, pp. 1109–1114, 2008

5 comentarios:

A. Vargas dijo...

Es interesante como la simbiosis ejemplifica de manera trivial un mecanismo de origen de la adaptación que no es selección natural.

Acabo de asistir a una charla de Lynn Margulis... esta claro que la simbiosis es la responsable de muchisimos casos de especiacion...mientras q no se sabe ni un solo caso en que una acumulación de mutaciones sea responsable de una diferencia taxonómica.

Cobalto dijo...
Este comentario ha sido eliminado por el autor.
Cobalto dijo...

Muy bonito el post, es muy destacable como el maravilloso "ensuciamiento" de los organismos con distintos organismos simbiontes como bacterias u hongos puede explicar el origen muchisimos rasgos.

En plantas los hongos y bacterias tambien pueden estar relacionados con la produccion de la fragancia caracteristica de la flor en angiospermas, lo que en algunos casos determina el tipo de visitante polizador que obtendrá la planta...

CRISTIAN

GH dijo...

Lembrando que, de maneira totalmente impresisonante, tudo indica que as cianobactérias e todo o grupo das bactérias gram negativas (duas membranas) provavelmente também são resultados de uma endosimbiose entre dois procariotos (curiosamente este é o primeiro exempro de endosimbiose em procariontes!). Se confirmado, isso é totalmente estonteante porque a origem da fotossintese foi um dos eventos mais importantes da história da biosfera.

Lake, JA. Evidence for an early prokaryotic endosymbiosis. Nature, Vol 460j20. 2009

abraços,
Gustavo

GH dijo...

Há algo importante para dizer acerca da simbiose (algo que creio ser óbvio para todos os usuários deste blogger, mas não custa insistir).

Uma vez que esses exemplos de endosimbiose costumam resultar em grandes e rápidas mudanças, nota-se que, as vezes, explicações simplificadas destes exemplos correm o risco de pintar um cenário "a-histórico"/reducionista: como se o simbionte caísse de para-quedas no outro organismo e num passe de mágina surgisse um novo "trait".

Há de se explicar, do mesmo modo, bajo quales condiciones se ha conservado esta relación en particular desta maneira y no otra. Porque estes fungos que estabelecem relações com aquela planta do deserto também devem ter se encontrado com diversas outras plantas do mesmo deserto, porém sem resultar no que resultou neste caso em partiuclar.

Por que se fossemos simplemente decir que houve uma endossimbiose, sem explicar a trama de relações que torna esse encontro possível, estável, e recorrente a cada generación, teríamos um explicação tão pobre quanto qualquer outra adaptacionista.

Reumindo, com ou sem simbiose, não se pode perder de vista a velha pergunta: como se conserva aquilo que se conserva? Com isso em nossos horizontes, aí sim, a simbiose surge com um grande valor explicativo.

abraços,
Gustavo