Silício em trigo atinge teto de defesa contra Helicoverpa armigera

O aumento da concentração de silício em plantas de trigo reduz o crescimento de lagartas de Helicoverpa armigera, mas o efeito defensivo alcança um limite. Em experimento com Triticum aestivum, a suplementação com dois milimoles de silício por litro já promoveu redução significativa na taxa relativa de crescimento das larvas. A elevação da dose para quatro milimoles por litro aumentou o acúmulo do elemento na planta, sem ampliar a supressão do crescimento do inseto.

O estudo avaliou cinco níveis de fornecimento de silício em sistema hidropônico: zero, 0,25, 0,5, 2 e 4 milimoles por litro. Os pesquisadores utilizaram plantas da cultivar Sunflex e lagartas de segundo ínstar de Helicoverpa armigera. A análise mostrou relação negativa significativa entre a concentração de silício nos tecidos vegetais e a taxa relativa de crescimento do inseto.

Mesmo assim, a resposta não manteve comportamento linear em toda a faixa avaliada. Plantas submetidas a quatro milimoles por litro acumularam cerca de 21% mais silício em comparação com aquelas tratadas com dois milimoles por litro. Esse aumento não produziu redução adicional na taxa de crescimento das lagartas. Os pesquisadores classificam o resultado como evidência de um “teto defensivo” para a ação do silício no trigo (doi 10.1111/een.70135).

Absorção contínua

O trigo continuou absorvendo silício mesmo na maior concentração testada. O resultado chama atenção porque dois milimoles por litro correspondem ao limiar de polimerização do ácido monossilícico citado no estudo. Acima dessa concentração, o composto pode formar sílica insolúvel. Ainda assim, as plantas tratadas com quatro milimoles por litro apresentaram maior concentração de silício nos tecidos.

A suplementação também alterou a resposta da planta à herbivoria. A presença de Helicoverpa armigera reduziu a biomassa vegetal. O fornecimento de silício aumentou a biomassa de forma geral e amenizou as perdas associadas ao consumo pelas lagartas. Segundo os pesquisadores, esse padrão indica contribuição do elemento para a tolerância do trigo aos danos provocados pela herbivoria.

Dados do experimento

O experimento começou com plântulas de Triticum aestivum transferidas para cultivo hidropônico. O silício entrou na solução nutritiva na forma de silicato de potássio. Com seis semanas, doze plantas de cada nível de suplementação receberam uma lagarta de segundo ínstar. Outras doze plantas de cada tratamento permaneceram sem insetos. A exposição durou sete dias.

Após esse período, a equipe calculou a taxa relativa de crescimento das lagartas com base no ganho de massa em relação à massa inicial e ao tempo de alimentação. Os pesquisadores também determinaram a biomassa seca das plantas e a concentração de silício nos tecidos por fluorescência de raios X.

Desgaste das mandíbulas

A equipe ainda avaliou o desgaste das mandíbulas das lagartas por microscopia eletrônica de varredura. O resultado divergiu da hipótese inicial. Lagartas alimentadas com plantas deficientes em silício apresentaram, em geral, mandíbulas mais desgastadas em comparação com insetos alimentados em plantas suplementadas.

O desgaste das peças bucais não apresentou correlação com a concentração de silício nos tecidos da parte aérea. Também não houve relação direta entre o desgaste mandibular e a redução da taxa relativa de crescimento. Esses dados indicam ausência de suporte, neste experimento, para atribuir a queda no desempenho de Helicoverpa armigera ao dano mecânico das mandíbulas.

Outra hipótese

Os pesquisadores discutem outra explicação possível. O aumento da sílica nos tecidos pode reduzir a palatabilidade ou a qualidade nutricional das folhas. Com menor consumo, as lagartas teriam menor crescimento e, ao mesmo tempo, menor desgaste das mandíbulas. O experimento não mediu diretamente a palatabilidade, portanto essa interpretação permanece como hipótese discutida no estudo.

A relação entre biomassa vegetal e desgaste mandibular reforçou essa interpretação. Lagartas associadas a maior perda de biomassa apresentaram maior desgaste das peças bucais. O fornecimento de silício, por sua vez, reduziu as perdas de biomassa relacionadas à herbivoria.

A suplementação crescente também reduziu as concentrações de vários outros elementos nos tecidos do trigo. O trabalho registra esse efeito durante a análise da composição vegetal, embora o foco principal tenha permanecido na resposta ao silício e na interação com Helicoverpa armigera.

Para os pesquisadores, os resultados mostram comportamento semelhante ao observado em outras defesas químicas vegetais. O trigo pode continuar acumulando silício depois de atingir o nível associado à máxima resposta contra o herbívoro, mas esse acúmulo adicional oferece pouco benefício defensivo contra o crescimento larval. No ensaio, esse patamar apareceu a partir de dois milimoles por litro.