Como o arroz suporta enchentes

Dada a importância do arroz, muitos geneticistas vêm tentando aumentar sua produtividade, mas esbarraram em uma dificuldade que parecia insuperáve.

Arroz é gostoso e importante. De cada 100 calorias consumidas por dia pela humanidade, 20 provêm do arroz. Sua produção anual, de 660 milhões de toneladas, só é superada pelo milho (800 milhões de t). Como grande parte do milho é utilizado para alimentar animais, o arroz, do ponto de vista dos humanos, é o vegetal mais importante. Junte o trigo (600 milhões de t) e você terá o trio responsável por cerca de 60% das calorias consumidas pela humanidade.

Dada a importância do arroz, muitos geneticistas vêm tentando aumentar sua produtividade, mas esbarraram em uma dificuldade que parecia insuperável. Como o arroz precisa de muita água, a maior parte das plantações é feita em regiões alagadas. O problema é que as variedades melhoradas, apesar de capazes de produzir quase cinco vezes mais toneladas de grãos por hectare, perderam a capacidade de resistir ao aumento do nível da água nos campos de plantio. Quando ocorrem as enchentes, as variedades melhoradas literalmente morrem afogadas. A novidade é que um cientista japonês descobriu os genes que permitem às variedades tradicionais resistir ao alagamento. Isso deve permitir a incorporação desses genes nas variedades mais produtivas.

Para crescer, a planta de arroz necessita que suas folhas fiquem em contato permanente com o ar. Isso permite a captura do CO2 e a liberação do oxigênio. Quando chega a chuva e o nível da água sobe, o arroz utiliza duas estratégias para sobreviver. Se o nível da água sobe lentamente, isso provoca uma reação chamada de estratégia de escape. Os caules passam a crescer rapidamente (até 25 cm por dia), garantindo que as folhas fiquem em contato com o ar ao longo das semanas em que o nível da água está subindo.

No caso de uma grande enchente, quando o nível da água sobe muito rapidamente e as folhas ficam submersas, o arroz nativo adota a estratégia de hibernação. A planta desliga o seu metabolismo, para de crescer e espera que a água volte a baixar. Isso evita que ela morra afogada.

O que foi descoberto é que, para executar cada uma dessas estratégias, o arroz utiliza dois grupos de genes. Mas, em ambos os casos, o que provoca o desencadeamento da estratégia é o acumulo do etileno no interior das células. Quando somente parte da planta está sob a água, o etileno produzido não pode ser eliminado para o ar e acumula nas células. Quando sua concentração aumenta rapidamente, ele ativa um gene chamado SUB (de submergir).

Esse gene bloqueia a produção do hormônio de crescimento das plantas (a giberelina) e faz com que a planta entre em hibernação. Caso o acumulo o etileno ocorra mais lentamente e não em toda a planta, esse gás ativa o gene SK (de snorkel, aquele tubo que os mergulhadores usam para respirar com a cabeça embaixo d?água). Esse gene tem o efeito oposto do gene SUB, ativando a produção do hormônio de crescimento, provocando o alongamento da planta e colocando em prática a estratégia de escape.

Com a identificação dessas duas famílias de genes e compreendida a sua forma de atuar, nos próximos anos os geneticistas vão tentar transplantar para as variedades de alta produtividade esses mecanismos de sobrevivência.

Essa descoberta, além de demonstrar como são sofisticados os mecanismos que regulam o crescimento das plantas, também pode ajudar a aumentar a produção de alimentos e mitigar a fome.