Back to chapter

36.8:

Defesas Contra Agentes Patogênicos e Herbívoros

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Defenses Against Pathogens and Herbivores

Languages

Share

As plantas não podem fugir de predadores, tais como animais herbívoros ou patógenos. No entanto, o mundo ao nosso redor é verde. Quais mecanismos de defesa fizeram as plantas evoluírem para combater esses ataques?As camadas resistentes da epiderme e outras estruturas de defesa, como os cabelos e espinhos, impediram animais consumidores de plantas também chamados de herbívoros. Quando patógenos, como as bactérias, superam as defesas estruturais, as plantas recorrem a outra linha de defesa. Recetores ligados à membrana reconhecem padrões moleculares que sinalizam a presença de um patógeno.Por exemplo, as plantas reconhecem a proteína flagelina, que é específica para as bactérias. O reconhecimento da flagelina dispara uma cascata de sinalização em células vegetais, levando a diversas respostas imunológicas, como o fechamento de estómatos, a produção de produtos químicos antimicrobianos, e o fortalecimento da parede celular. Alguns patógenos evoluíram a habilidade para superar esses mecanismos gerais de defesa das plantas injetando moléculas efetoras que perturbam a resposta imunológica.Como contramedida, algumas espécies de plantas desenvolveram proteínas de resistência que detetam as moléculas efetoras de uma maneira altamente específica. Proteínas de resistência induzem uma cascata de sinalização isso geralmente resulta na expressão de genes relacionados à patogénese. A deteção de patógenos efetores ou sinais de dano ao tecido também pode induzir a uma rápida morte celular programada, também chamada de resposta hipersensível, perto da área de infeção.A resposta hipersensível rapidamente limita a propagação do patógeno iniciando mudanças estruturais da parede celular e induzindo uma resistência sistémica adquirida. A resistência sistémica adquirida é uma defesa de longo prazo contra patógenos em partes da planta que estão distantes do local da infeção. Ataque de herbívoros muitas vezes induzem as defesas químicas de plantas que perturbam o sistema digestivo ou afetam negativamente a pele do herbívoro.Como uma estratégia de defesa indireta, as plantas podem liberar compostos voláteis que atraem um parasita, que no final das contas mata o herbívoro.

36.8:

Defesas Contra Agentes Patogênicos e Herbívoros

As plantas apresentam uma fonte rica de nutrientes para muitos organismos, tornando-se um alvo para herbívoros e agentes infecciosos. As plantas, embora sem um sistema imunitário adequado, desenvolveram uma série de defesas constitutivas e indutíveis para se defenderem desses ataques.

Defesas mecânicas formam a primeira linha de defesa nas plantas. A grossa barreira formada pela casca protege as plantas dos herbívoros. Revestimentos duros, galhos modificados como espinhos, e folhas modificadas como espinhos também podem desencorajar herbívoros de caçar plantas. Outras barreiras físicas como a cutícula cerada, epiderme, parede celular, e tricomas podem ajudar a resistir à invasão por vários agentes patogénicos.

As plantas também recorrem à produção de químicos ou compostos orgânicos na forma de metabolitos secundários como terpenos, fenóis, glicosídeos, e alcalóides, para defesa contra herbívoros e agentes patogénicos. Muitos metabolitos secundários são tóxicos e letais para outros organismos. Alguns metabolitos específicos podem repelir predadores com odores nocivos, sabor repelente ou características alergénicas.

As plantas também produzem proteínas e enzimas que inibem especificamente proteínas patogénicas ou enzimas patogénicas, bloqueando locais ativos ou alterando as conformações enzimáticas. Proteínas como defensinas, lectinas, inibidores de amilase, e inibidores de proteinase são produzidas em quantidades significativas durante o ataque a agentes patogénicos e são ativadas para inibir a invasão com eficácia.

Adicionalmente, as plantas também podem desenvolver um mecanismo de Resistência Sistémica Adquirida (SAR) após exposição prévia e localizada a um agente patogénico, análogo ao sistema imunitário inato em animais. Este mecanismo permite que as plantas sintam a presença de agentes patogénicos e ativem respostas de defesa a ataques de agentes patogénicos.

Suggested Reading

Conrath, Uwe. “Systemic Acquired Resistance.” Plant Signaling and Behavior 1, no. 4 (2006): 179–84. [Source]

Freeman, Brian C, and Beattie, Gwyn A,. “An Overview of Plant Defenses against Pathogens and Herbivores.” Overview of Plant Defenses. The American Phytopathological Society. Accessed February 6, 2020. [Source]