Lei de Baker: a reprodução uniparental nas Asteraceae e o sucesso das plantas invasoras

Imagine uma única semente a cair num troço de berma nu, a centenas de quilómetros de onde a planta-mãe cresceu. À volta, não há sinal de mais nenhuma planta da mesma espécie.

Para a maioria das plantas com flor, é aqui que a história termina. Em regra, uma flor precisa de pólen de outro indivíduo da mesma espécie para formar sementes; quando chega sozinha, não tem como avançar.

Mas há espécies que contornam essa limitação. Produzem sementes com o seu próprio pólen - e, por vezes, nem sequer precisam de pólen -, o que significa que um único exemplar pode bastar para dar início a uma população inteira.

Um novo estudo feito em Bengaluru apresenta agora evidência robusta de que esta capacidade é uma das características que distingue um recém-chegado inofensivo de uma espécie que acaba por dominar.

Uma planta, uma população inteira

A maioria das plantas com flor está “programada” para funcionar em parceria, dependendo do transporte de pólen entre indivíduos.

Essa estratégia tem uma vantagem clara: ao trocar pólen com outras plantas, mantém-se a diversidade genética, algo que tende a resultar em descendência mais resistente.

Ainda assim, existe um grupo mais pequeno de espécies capaz de se desenrascar sozinho. Essas plantas conseguem formar sementes a partir do próprio pólen - ou, em certos casos, através de um processo em que a fertilização é dispensada -, permitindo que um único indivíduo instale uma colónia longe do local de origem.

Uma regra chamada Lei de Baker

A ideia não é nova. Em meados do século XX, o biólogo Herbert Baker defendeu que plantas capazes de se reproduzir sem parceiro teriam maior probabilidade de se tornarem invasoras.

O argumento é simples e convincente: se uma semente isolada consegue iniciar uma população, as espécies autocompatíveis ganham uma vantagem real sempre que chegam a um novo habitat.

Durante décadas, porém, esta hipótese foi sobretudo teórica, porque comprová-la no terreno não era fácil. Avaliar, espécie a espécie, como dezenas de plantas se reproduzem exige um trabalho minucioso.

A ideia à prova na família das margaridas (Asteraceae)

Para testar a Lei de Baker, dois investigadores do Indian Institute of Science (IISc) concentraram-se na família das margaridas, conhecida na botânica como Asteraceae.

Saskya van Nouhuys, professora associada no Centre for Ecological Sciences (CES), trabalhou com Narashiman Nagendra Rao, antigo estudante de mestrado do seu laboratório.

A escolha faz sentido: trata-se de uma das maiores famílias de plantas do planeta e inclui algumas das ervas daninhas mais problemáticas.

No total, foram avaliadas 28 espécies. Onze eram invasoras conhecidas.

Outras oito eram espécies exóticas que chegaram, mas permaneceram “bem-comportadas”. As nove restantes eram nativas da região.

Acompanhar o crescimento de centenas de plantas

O trabalho de campo prolongou-se por um ano inteiro. A equipa recolheu plantas em locais degradados e perturbados, como bermas de estrada e terrenos baldios, em Karnataka e Tamil Nadu.

Sementes e estacas de pelo menos cinco indivíduos por espécie foram cultivadas no campus.

Algumas espécies nativas revelaram-se difíceis de manter nessas condições; nesses casos, a observação foi feita diretamente na natureza.

No final, os investigadores tinham analisado cerca de 900 plantas.

O que revelaram os microscópios

Seguiu-se a parte decisiva: comparar flores deixadas a autopolinizar-se com flores polinizadas “pela via habitual” e, depois, verificar quais as sementes suficientemente saudáveis para germinar.

A microscopia de fluorescência permitiu ir mais longe.

Assim, foi possível distinguir se cada semente se formou por autofertilização ou por apomixia - um modo de produzir sementes que contorna por completo a fertilização.

A diferença é mais importante do que parece. Uma semente criada sem qualquer pólen contém uma cópia exata do único progenitor, o que permite a uma só planta “clonar” uma população quase sem limites.

Com estes dados, foi possível classificar cada espécie de acordo com a sua estratégia reprodutiva.

Todas as plantas invasoras reproduziam-se sozinhas

O padrão destacou-se imediatamente. Todas as 11 espécies invasoras conseguiam reproduzir-se por conta própria, sem necessidade de parceiro.

A maioria das nativas e das exóticas bem-comportadas não conseguia fazê-lo. Permaneciam autoincompatíveis, dependentes do pólen de outro indivíduo para formar sementes.

“A reprodução uniparental é uma característica conceptualmente simples. Tem sido entusiasmante ver uma evidência tão clara da sua vantagem para as espécies invasoras”, disse a professora van Nouhuys.

Duas plantas invasoras alteraram o modo de reprodução

Duas espécies tornaram o resultado ainda mais marcante. Ageratum conyzoides e Bidens pilosa estão entre as ervas daninhas mais agressivas do conjunto.

No México, o seu território de origem, ambas são em grande parte autoincompatíveis, dependendo de outras plantas para obter pólen. Na Índia, onde são espécies introduzidas, passaram a reproduzir-se quase totalmente por si próprias.

É esta comparação que torna o argumento tão forte: a mesma espécie, em dois continentes, com comportamentos opostos consoante esteja “em casa” ou em expansão.

Uma mudança durante a invasão

Foi precisamente esta mudança que apanhou a equipa de surpresa. O resultado sugere que, à medida que estas plantas se espalharam pela Índia, os indivíduos capazes de se autofertilizar foram os que tiveram maior sucesso.

“Antes das nossas experiências, a ideia de as estratégias reprodutivas mudarem durante a invasão parecia-me muito rebuscada e eu achava que as evidências anteriores dessas mudanças eram ocorrências muito raras”, disse Narashiman.

“Os resultados das nossas experiências e os dos nossos colaboradores deixaram-me absolutamente perplexo.”

Formas melhores de prever plantas invasoras

A descoberta traz uma lição prática. Os programas que avaliam o risco de invasão de plantas que entram num país costumam considerar fatores como a rapidez de crescimento e a adequação ao clima.

Os investigadores defendem que a estratégia reprodutiva deve integrar essa lista. Saber se uma planta consegue reproduzir-se sozinha pode ajudar a sinalizar o próximo invasor grave antes de ganhar expressão.

Esta necessidade aumenta ano após ano. Com o comércio e as viagens a deslocarem plantas por todo o mundo, a lista de potenciais invasoras continua a crescer.

As plantas invasoras transformam ecossistemas

O impacto vai muito além de uma única erva daninha numa berma. Quando uma invasora se instala, as plantas que já existiam no local tendem a perder espaço.

A partir daí, os efeitos propagam-se. Os insetos que se alimentavam dessas plantas ficam sem recursos e, mais acima na cadeia, as aves também acabam por sentir a alteração.

“As espécies invasoras são chamadas invasoras por uma razão”, disse a professora van Nouhuys.

“Elas estabelecem-se e depois florescem num novo local. Quando isto acontece, as espécies existentes entram em declínio ou desaparecem por completo, o que altera toda a paisagem.”

No fim de contas, uma única semente na berma de uma autoestrada pode ser o primeiro passo de uma mudança muito mais ampla.