Plantas nao tem musculos, nao tem nervos e nao tem esqueleto. E mesmo assim se movem. Nao correm nem voam — mas crescem em direcao a luz, se esticam contra a gravidade, se enrolam em suportes e se curvam para longe de sombras. Esses movimentos direcionais de crescimento sao chamados tropismos, e o hormonio que os orquestra e a auxina — uma molecula pequena, aparentemente simples, que controla uma parte enorme do que uma planta faz.
Auxina: o mensageiro
A auxina (acido indole-3-acetico, ou IAA) e o principal hormonio de crescimento das plantas. Foi a primeira hormona vegetal descoberta, nos anos 1920, e permanece uma das mais estudadas. A auxina e produzida predominantemente na ponta do caule (apice caulinar) e transportada de cima para baixo por um sistema de transporte polar — celulas especializadas chamadas PIN-FORMED (PIN) proteins direcionam o fluxo unidirecional de auxina pelo tecido.
A auxina funciona como um gradiente: onde esta mais concentrada, as celulas se alongam mais. Esse alongamento assimetrico e a base mecanica de todos os tropismos. Se a auxina se acumula de um lado do caule, aquele lado cresce mais, e o caule se curva para o outro.
Fuchs, Philippar e Hedrich (2006) revisaram como a auxina interage com canais ionicos para controlar o crescimento celular (Plant Biology, PMID: 16807828). Os mecanismos incluem a ativacao de proteinas H+-ATPase na membrana plasmatica, que acidificam a parede celular e activam enzimas (expansinas) que afrouxam as fibras de celulose, permitindo que a pressao de turgor expanda a celula. E um sistema onde quimica, fisica e biologia se encontram.
Fototropismo: em busca da luz
O fototropismo e o crescimento em direcao (ou contra) a luz. Caules crescem em direcao a luz (fototropismo positivo), raizes crescem contra ela (fototropismo negativo). O receptor de luz envolvido nos fototropismos sao os fototropinas — proteinas quinase com domínios que absorvem luz azul.
O mecanismo, simplificado, funciona assim: quando a luz incide unilateralmente, as fototropinas do lado iluminado detectam o estimulo e disparam uma cascata de sinalizacao que redistribui as proteinas PIN lateralmente. A auxina, que antes descia uniformemente, passa a se acumular no lado escuro do caule. As celulas do lado escuro se alongam mais, e o caule se curva em direcao a luz.
Haga e Sakai (2012), publicando na Plant Physiology (PMID: 22843667), demonstraram que as proteinas PIN de effluxo de auxina sao necessarias para o fototropismo induzido por pulsos de luz em Arabidopsis, mas nao para o fototropismo sob luz continua — sugerindo que a planta tem pelo menos dois sistemas de resposta luminica paralelos, um rapido e um lento.
Gravitropismo: sentir a gravidade
O gravitropismo orienta o crescimento vertical: caules crescem contra a gravidade (gravitropismo negativo), raizes crescem na mesma direcao (gravitropismo positivo). O sensor de gravidade sao os estatocitos — celulas especializadas na ponta da raiz (coifa) que contem amiloplastos chamados estatolitos. Esses organelos, densos por conterem amido, sedimentam-se para o fundo da celula sob a acao da gravidade.
Essa sedimentacao desencadeia uma redistribuicao de auxina: no caso da raiz, a auxina se acumula no lado inferior, inibindo o crescimento celular desse lado e fazendo a raiz se curvar para baixo. No caule, a auxina do lado inferior promove o crescimento, e o caule se curva para cima. O mesmo hormonio, distribuido de formas diferentes, produz curvaturas opostas.
As proteinas PIN sao centrais tambem aqui: elas se reposicionam na membrana dos estatocitos em resposta a posicao dos estatolitos, canalizando a auxina para o lado correto. Se voce virar uma planta de lado, os estatolitos se deslocam em minutos, a auxina se redistribui em meia hora, e a planta comeca a crescer verticalmente novamente em poucas horas.
Tigmotropismo: tocar e reagir
O tigmotropismo e a resposta ao toque mecanico. As trepadeiras sao os exemplos classicos: quando um caule em crescimento encontra um suporte, ele se enrola em torno dele. O mecanismo envolve detectores de tensao mecanica na membrana celular que ativam a redistribuicao de auxina e calcio, estimulando o crescimento diferencial do lado em contato com o suporte.
A tendril (Passiflora, Lathyrus) e uma estrutura especializada de tigmotropismo: um caule modificado que se enrosca helicoidalmente quando encontra um objeto. O enrolamento e causado por crescimento diferencial entre as faces interna e externa da gavinha, mediado por auxina e etileno. O etileno, outro hormonio vegetal, inibe o crescimento de um lado enquanto a auxina promove do outro — a interacao entre os dois define o grau de curvatura.
Darwin e a auxina antes da auxina
Em 1880, Charles e Francis Darwin publicaram The Power of Movement in Plants. Eles descobriram que a ponta do coleoptilo (a capa que protege a folha embrionaria de gramineas) era responsavel pela sensibilidade a luz e a gravidade, e que a influencia dessa ponta podia ser transmitida para regioes inferiores. Eles nao identificaram a substancia transmissora — mas proposeram que existia uma. Trinta anos depois, Frits Went isolou essa substancia e a chamou de auxina.
A historia dos tropismos e, em grande parte, a historia da descoberta da auxina. Cada passo — da observacao de Darwin a quimica de Went a genetica molecular das proteinas PIN — revelou mais camadas de um sistema que parece simples (um hormonio que faz celulas crescerem) mas e extraordinariamente complexo na execucao.
Para quem cultiva
Os tropismos estao acontecendo o tempo todo. Se sua muda cresce torta em direcao a janela, e fototropismo. Se as raizes da sua planta em vaso ficam presas no fundo e comecam a crescer em circulo, e o gravitropismo competindo com a barreira fisica. Se sua monstera se enrola no tutor, e tigmotropismo. Conhecer esses mecanismos permite manipular o crescimento: girar o vaso periodicamente para crescimento uniforme, usar luzes laterais para correcao, e oferecer suportes texturizados para trepadeiras.