O que é melhoramento de plantas?
Imagine que você está caminhando pelo supermercado. Ao entrar na seção de produtos hortifrutigranjeiros, laranjas brilhantes e maçãs cor-de-rosa são empilhadas em latas. Você segue em direção ao corredor de cereais, onde pega uma caixa para o café da manhã. Por último, você obtém leite para acompanhar o cereal. Parece um dia bem típico – mas você já parou para pensar de onde vem toda aquela comida?
Embora você possa estar imaginando o cereal feito em uma fábrica ou vacas em uma fazenda de gado leiteiro, em última análise, todos os nossos alimentos vêm de plantas. Eles produzem diretamente as frutas que apreciamos, mas também podem ser processados para formar cereais ou pão. As safras que plantamos alimentam também as vacas, que fazem o leite que bebemos.
Vamos aprender sobre as três maneiras principais pelas quais as safras são cultivadas para nosso suprimento de alimentos: hibridização, reprodução por mutação e modificação genética.
Hibridização e Seleção Artificial
Cada ser vivo passa seus genes de pai para filho, e as plantas não são diferentes. No entanto, todos os filhos parecem ligeiramente diferentes dos pais, um fenômeno conhecido como variação . Os cientistas podem tirar vantagem disso usando um processo chamado hibridização . Variantes de uma planta podem ser selecionadas por características desejáveis, como frutos maiores ou caules mais fortes. Essas variantes são então combinadas para produzir as melhores características. Os cientistas repetem esse processo por muitas gerações, tentando cultivar plantas com as melhores características.
Esse processo ocorre naturalmente na natureza durante a seleção natural, quando os organismos mais adequados para seu ambiente sobrevivem e se reproduzem. Quando fazendeiros ou cientistas escolhem as características e cruzam as plantas, o processo é chamado de seleção artificial .
Você gosta de brócolis ou couve-flor? Que tal repolho ou couve verde crocante? Surpreendentemente, esses vegetais saudáveis estão todos relacionados. Essas quatro espécies foram cultivadas a partir de mostarda silvestre por meio de seleção artificial. Por exemplo, os agricultores selecionaram variantes de mostarda selvagem com folhas maiores. Eles cruzaram as plantas com as folhas maiores e repetiram o processo por muitas gerações. Eventualmente, a seleção artificial produziu couve, que teve folhas aumentadas selecionadas de mostarda selvagem.
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Outro exemplo é o painço. O painço é um grão de cereal importante. Por meio da hibridização, os cientistas foram capazes de selecionar variedades com muitas características desejáveis. O painço agora é resistente à seca e pode crescer em solos ásperos e ácidos. Também produz um maior rendimento com maior teor de proteínas, tornando-o um alimento mais nutritivo. Ao longo dos anos, os cientistas selecionaram plantas de milheto com essas características e as criaram para produzir descendentes mais valiosos.
Reprodução de mutações
Embora todas as plantas tenham variações naturais, o processo de acumular mutações que realmente produzem as mudanças desejáveis na planta pode levar muito tempo. Por meio da pesquisa, os cientistas descobriram uma maneira de acelerar esse processo. O cruzamento de mutações é o processo pelo qual os cientistas usam raios-X ou produtos químicos para induzir mutações no DNA de uma planta, o que geralmente altera suas características. Embora nem todas as mutações sejam positivas, ou mesmo alterem a planta, algumas podem criar novas cepas com características desejáveis. Essas plantas seriam então submetidas a seleção artificial para criar variantes ainda melhores com a característica.
Por exemplo, a cana-de-açúcar é uma das principais plantações em todo o mundo, usada para produzir o açúcar que todos conhecemos e amamos. A cana-de-açúcar, porém, é suscetível à ferrugem marrom, doença causada por duas espécies de fungos. Essa doença diminui a produtividade da cultura da cana-de-açúcar, levando à escassez da safra. Cientistas submeteram a cana-de-açúcar ao melhoramento genético ao expor as plantações à radiação gama. Isso produziu diversas variedades que são resistentes à ferrugem marrom, tornando o rendimento da safra mais eficiente.
Modificação genética
A criação de mutações é como um tiro no escuro. Os cientistas induzem mutações aleatórias e esperam que apareça uma característica que desejam. Às vezes, porém, os cientistas sabem exatamente que característica desejam e podem cortar e colar o DNA nas espécies com as quais estão trabalhando. Este processo de modificação genética envolve cientistas manipulando artificialmente o DNA de um organismo, produzindo organismos geneticamente modificados (OGM) . Embora haja muito entusiasmo sobre os perigos dos OGM, não há perigos hereditários em consumi-los. Eles são digeridos como qualquer outro alimento em nosso corpo. Na verdade, muitos OGMs melhoraram os perfis nutricionais que ajudam milhares de pessoas a obter vitaminas diariamente.
Vejamos um exemplo. O Golden Rice é uma variante do arroz de cor laranja brilhante, assim como as cenouras. A razão pela qual tem a mesma cor das cenouras é porque foi geneticamente modificado para conter beta-caroteno, um nutriente importante que as cenouras também contêm. Esse nutriente pigmentado de laranja é essencial para a produção de vitamina A, necessária para uma visão saudável.
A necessidade dessa cultura veio de uma deficiência mundial de nutrientes em vitamina A. Muitos países do mundo, principalmente os países pobres e em desenvolvimento, têm uma dieta que consiste principalmente de arroz. Muitas pessoas nesses países estavam desenvolvendo problemas de visão, pois o arroz normal não contém beta-caroteno. Assim, os cientistas pegaram o gene do beta-caroteno e o inseriram em uma variedade comum de arroz, criando o arroz dourado, que fornece quantidades adequadas de beta-caroteno para milhões de pessoas.
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A modificação genética também pode diminuir a necessidade de pesticidas. Algumas plantas foram projetadas para serem resistentes a doenças e pragas. Uma bactéria comum do solo, Bacillus thuringiensis , produz compostos que são tóxicos para certos tipos de larvas de inseto. Os cientistas isolaram o gene para essas toxinas e o introduziram em plantas, como milho e algodão. As plantas, então, produzem as toxinas que matam os insetos, mas foram comprovadas em estudos que são inofensivas para os humanos e outros mamíferos.
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Resumo da lição
O melhoramento de plantas pode melhorar as safras existentes ou ajudar a desenvolver novas espécies para nosso suprimento alimentar. A hibridização envolve o acasalamento de duas variantes de uma espécie para produzir características mais desejáveis na prole. Filhos com as características desejadas são usados na seleção artificial para criar linhas de plantas ideais. O cruzamento de mutações usa radiação para induzir mutações em grande escala em uma espécie, criando variação genética para seleção artificial mais rápido do que aconteceria naturalmente. Os organismos geneticamente modificados (OGM) têm seus genes alterados artificialmente por cientistas para produzir mais nutrientes, ter maior rendimento ou até mesmo serem resistentes a pragas e doenças.