Relógios biológicos regulam herbivoria de insetos

Os relógios circadianos de insetos e plantas exercem papel central no momento e na intensidade da herbivoria. Esse controle temporal afeta perdas agrícolas, eficiência de defesas vegetais e desempenho de estratégias de manejo de pragas. A constatação surge de revisão que analisa como sistemas internos de marcação do tempo, presentes em ambos os organismos, modulam interações planta-inseto com impacto direto na agricultura e na silvicultura.

Insetos respondem por parcela expressiva das perdas globais em lavouras. Estimativas citadas no estudo indicam que cerca de 38% das perdas agrícolas decorrem do ataque de pragas insetívoras, sem considerar danos pós-colheita ou transmissão de patógenos. O uso intensivo de inseticidas ampliou a resistência de populações-alvo e gerou efeitos colaterais sobre inimigos naturais e polinizadores. Nesse cenário, compreender quando os insetos se alimentam e quando as plantas ativam suas defesas ganha relevância prática.

Relógios circadianos

Relógios circadianos consistem em sistemas endógenos que geram ritmos próximos de 24 horas. Esses sistemas permanecem ativos mesmo na ausência de estímulos externos, embora se ajustem à luz, temperatura e outros sinais ambientais. Nos insetos, esses relógios controlam locomoção, alimentação, oviposição, metabolismo e desenvolvimento. Nas plantas, regulam crescimento, fotossíntese, metabolismo energético e produção de compostos defensivos.

O trabalho descreve que a herbivoria raramente ocorre de forma aleatória ao longo do dia. Diversas espécies de insetos apresentam picos de alimentação bem definidos, frequentemente concentrados no período noturno ou em fases específicas do ciclo claro-escuro. Lepidópteros, pulgões e outros herbívoros mantêm ritmos de alimentação mesmo em condições constantes de laboratório, o que indica controle interno e não apenas resposta imediata ao ambiente.

Esses padrões alimentares relacionam-se à regulação circadiana do sistema digestivo dos insetos. A liberação de enzimas digestivas, a expressão de genes de desintoxicação e o funcionamento do intestino médio seguem ritmos diários. O ajuste temporal melhora a eficiência no aproveitamento do alimento vegetal e na neutralização de compostos tóxicos produzidos pelas plantas.

Relógio circadiano em vegetais

Do lado vegetal, o relógio circadiano coordena processos metabólicos ligados à defesa. A produção de fito-hormônios como ácido jasmônico, etileno e ácido salicílico varia conforme a hora do dia. Esses hormônios regulam cascatas de sinalização responsáveis pela síntese de metabólitos defensivos, como alcaloides, glucosinolatos e proteínas inibidoras de proteases.

O estudo destaca que plantas não mantêm defesas máximas de forma contínua. A ativação ocorre de modo temporalmente regulado, o que reduz custos metabólicos. Em muitos casos, os picos de defesa coincidem com os horários de maior atividade dos herbívoros. Esse alinhamento resulta de pressões evolutivas e aumenta a eficiência do sistema defensivo vegetal.

Além da defesa direta, o relógio das plantas regula a emissão de voláteis induzidos por herbivoria. Esses compostos atraem inimigos naturais das pragas, como parasitoides e predadores. A liberação dos voláteis também segue padrões diários e pode coincidir com os períodos de maior atividade desses agentes de controle biológico.

Plantas e insetos

A interação entre os relógios de plantas e insetos define, portanto, janelas temporais de maior ou menor vulnerabilidade da cultura. Quando os ritmos encontram-se desalinhados, a planta pode apresentar menor resistência, ou o inseto pode enfrentar defesas mais intensas. Esse conceito recebe atenção crescente por seu potencial aplicado.

A revisão aponta implicações diretas para o manejo de pragas. O conhecimento dos horários de alimentação dos insetos e dos picos de defesa vegetal pode orientar a aplicação de inseticidas, reduzindo doses e aumentando eficiência. Pulverizações realizadas fora do período de maior atividade da praga tendem a apresentar menor efeito. Da mesma forma, aplicações sincronizadas com maior sensibilidade do inseto podem ampliar o controle.

Cronocultura em campo

O trabalho também menciona a chamada “cronocultura”. O conceito envolve ajustar práticas agrícolas ao relógio biológico das culturas e das pragas. Isso inclui o momento do plantio, da irrigação, da adubação e do controle químico ou biológico. A abordagem busca reduzir impactos ambientais e retardar a evolução de resistência.

Os autores destacam que a maior parte das evidências ainda provém de modelos experimentais, como Arabidopsis thaliana e insetos de laboratório. Apesar disso, resultados em culturas agrícolas e pragas de importância econômica já indicam padrões semelhantes. A transposição desse conhecimento para sistemas produtivos aparece como etapa necessária.

Outras informações em doi.org/10.3390/insects17020139