God save parenchyma cells!

Dr. João Paulo Rodrigues Marques, Laboratório de Instrumentação Nuclear, CENA, USP.

Biólogo, Doutor em Fisiologia e Bioquímica de Plantas, Pós Doutor pelo Departamento de Genética da ESALQ e em Ciências pelo CENA

joaoanatomia@gmail.com

Imagine um tecido vegetal que funciona como biofábrica de substâncias ergásticas* e é capaz de alimentar toda a humanidade, fornecer fármacos, bebidas e até perfumes. Imaginou? Sim, esse é o parênquima. Deixo aqui claro que não há uma preterição ao parênquima em relação aos demais tecidos, mas é que ninguém é adepto de deglutir um esclerênquima, concorda?

O termo parênquima, deriva do grego para, que significa ao lado, e en chein, derramar. É um antigo conceito que define este tecido como uma substância semilíquida “derramada” entre outros tecidos formados anteriormente ou mais sólidos (Evert et al., 2013). O parênquima é a base da própria planta. Suas células podem ocorrer em todos os sistemas de tecido do corpo do vegetal, i.e. sistema fundamental, sistema vascular e sistema dérmico.

As células do parênquima compartilham entre elas a presença de uma parede celular primária delgada, porém, a sua forma, distribuição e arranjo é muito variável e distinta dentro de um mesmo órgão, entre órgãos e espécies vegetais. As variações na forma estão diretamente associadas à sua função. Logo, o parênquima possui o papel de assumir um arranjo e funcionalidade em um determinado órgão, mediante ao ambiente que a planta ocupa. Por exemplo, plantas que crescem em abundância de água, condição de hipoxia, desenvolvem um aerênquima com amplos espaços intercelulares e diafragmas; plantas de ambiente xérico, onde há baixa pluviosidade, comumente podem apresentar um parênquima aquífero, com células com amplo vacúolo que armazenam água. Estes dois exemplos ilustram quão plástico é o parênquima e sua potencialidade em se diferenciar de acordo com o ambiente. Ademais, o parênquima possui uma função muito importante como mediador de respostas de defesa a estresses bióticos e abióticos. Um exemplo da atividade da pluripotencialidade do parênquima foi descrita por Marques et al. (2020). Na medida em que o fungo Colletrotichum acutatum promove a queda prematura do ovário de laranjeira, o parênquima na região do receptáculo floral se desdiferencia e retoma a atividade meristemática formando uma meristema de cicatrização que contém células suberizadas para o exterior, inviabilizando que a planta perca água para o exterior ou que o fungo possa infectar os tecidos internos no receptáculo e pedúnculo. Essa plasticidade tecidual é fundamental para cicatrizar danos causados por estresses.

Sob outra ótica, além de sua versatilidade e capacidade de prover mecanismos estruturais que conferem desempenho ecofisiológico para sobrevivência dos vegetais aos diferentes biomas, é o parênquima que pode alimentar a humanidade e garantir a homeostase da vida nos diferentes biomas. O que seriam dos seres humanos sem proteínas, lipídeos e carboidratos sintetizados pelas células parenquimáticos nos diferentes órgãos dos vegetais? Além disso, como todos os níveis tróficos de ecossistemas se manteriam sem a presença dos produtores autótrofos? Os carnívoros e onívoros não poderiam se alimentar sem a presença do parênquima, fonte essencial de energia para os consumidores primários heterotróficos. É nesse sentido, que deve haver uma maior consciência do papel fundamental do parênquima na produção de alimentos e até mesmo para manutenção da vida na terra!

Independente de crenças ou credo sobre sua origem, há um fator em comum: o desenvolvimento do tecido parenquimático e suas especializações revolucionou a forma de produzir alimento. Endospermas, cotilédones, entrenós, tubérculos, raízes tuberosas apresentam uma grande quantidade de parênquima associado ao armazenamento de amido, proteínas (Figura 1) e lipídeos que são a base alimentar da sociedade. Paralelamente, o melhoramento vegetal permitiu o surgimento de órgãos com maior quantidade de tecido parenquimático, como é o caso do arroz selvagem comparado com o arroz atualmente plantado (Kaen et al. 2011). Nesse caso nota-se que espécies selvagens parentes do arroz moderno como Oriza latifolia, O. meridionalis, O. glumaepatula e O. grandiglumi apresentam variações nas células no parênquima do endosperma, variando em formato e número de células, quando comparadas com a espécie recente de Oriza sativa. A forma do grão de amido também varia entre as espécies, partindo de esférico ou poligonais nas selvagens para ovais e lenticulares na espécie de arroz atual. Outra característica bastante importante nas células parenquimáticas presentes em outra região na semente, o cotilédone do embrião da soja, é diretamente associado à fonte de nutrientes para a germinação da semente. Romeu et al., 2021, ao investigar a distribuição de elementos nas sementes de soja ao longo do processo de germinação, verificaram a redistribuição de macro e microelementos do parênquima dos cotilédones para o eixo embrionário, possibilitando com que os elementos sejam remobilizados e utilizados em outros setores do embrião, i.e. expansão do eixo hipocótilo-radicular e consequente formação da raiz primária. Outros exemplos do benefício do parênquima podem ser vistos ao longo do processo de seleção de genótipos de batata, mandioca e de uma vasta gama de frutos secos e carnosos ao longo da história da humanidade.

Figura 1. Parênquima acumulando proteína (A) e amido (B). A. Parênquima do cotilédone de soja (PC) acumulando proteína (gotas vermelhas). B. Estigma da flor de laranjeira acumulando amido (pontos pretos) no parênquima de preenchimento. (Fonte. J.P.R. Marques)

O fator principal a ser destacado é: o parênquima simboliza um tecido capaz de manter a planta viva, prover energia para suas atividades metabólicas e, o ser humano, pegando carona no benefício das substâncias ergásticas acumuladas no parênquima, consegue tirar vantagem para garantir a sua segurança alimentar, farmacológica e até mesmo energética (parênquima fundamental dos entrenós da cana-de-açúcar). Sim meus caros, não sabemos como esse tecido se criou, mas damos graças pela sua presença em todas as plantas cultivadas.

Viva o parênquima!!!

*substâncias ergásticas – Produtos do metabolismo

Referências

Evert, R. F. 2013. Anatomia das plantas de Esau: meristemas, célula e tecidos do corpo da planta: sua estrutura e função e desenvolvimento. Blucher, São Paulo.

Kasem, S., Waters, D.L.E., Rice, N.F. et al. The Endosperm Morphology of Rice and its Wild Relatives as Observed by Scanning Electron Microscopy. Rice 4, 12–20 (2011). https://doi.org/10.1007/s12284-011-9060-4

Marques, J. P. R.; Spósito, M. B. ; Amorim, L. ; Montanha, G. S. ; Silva Junior, G. J. ; Carvalhio, H. W. P. ; Appezzato-Da-Gloria, B. . Persistent Calyxes in Postbloom Fruit Drop: A Microscopy and Microanalysis Perspective. Pathogens, v. 4, p. online-online, 2020. d https://doi.org/10.3390/pathogens9040251

Romeu, S. L. Z. ; Marques, J. P. Rodrigues ; Montanha, G.S.; De Carvalho, H. W. P.; Pereira, F. M. V 2021.. Chemometrics unraveling nutrient dynamics during soybean seed germination. Microchemical Journal, v. -, p. 106045, 2021. https://doi.org/10.1016/j.microc.2021.106045