Tudo sobre sementes: conheça a história da produção de plantas

As sementes foram o primeiro elo entre a humanidade e a produção de plantas, na medida em que os humanos pré históricos reconheceram essa estrutura como sendo importante para sua alimentação. Além disso, o homem logo descobriu que essas estruturas tinham o poder de germinação, e de dar origem a uma nova planta.

Desde então, as sementes são utilizadas como fonte de carboidratos, proteínas e vitaminas, auxiliando no desenvolvimento das civilizações.

Em função de todo o seu potencial, a pesquisa e o desenvolvimento de sementes cada vez mais produtivas e adaptadas representa uma das áreas mais importantes das ciências agrícolas.

O que são sementes?

As sementes estão na Terra há muito tempo. Elas apareceram pela primeira vez há mais de 350 milhões de anos, e conferiram um importante passo evolutivo para o Reino Vegetal. As plantas deixaram de se reproduzir por esporos e surgiram plantas superiores, sendo fonte de alimentos tanto para humanos, como para outros organismos.

As sementes são resultado do processo de fecundação que ocorre entre os gametas masculino e feminino de um vegetal, e carregam todo o material genético – o genoma– que dará origem a um indivíduo adulto. Assim, elas marcam o estágio inicial de mais um ciclo de vida.

É uma estrutura que serve de proteção para o embrião de uma planta, é formada por uma camada rígida (tegumento) e pelo endosperma que serve de fonte energética para que essa semente germine, se estabeleça e eventualmente cresça.

A partir da semente é possível acessar todas as características genéticas de uma futura planta e que podem ser utilizadas no melhoramento genético.

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Qual é a função das sementes?

As sementes são responsáveis por garantir a proteção do embrião e fornecer os nutrientes necessários para o seu desenvolvimento inicial, quando acontece a germinação. Além disso, servem como proteção ao material genético e têm a função de perpetuar a espécie, o que está atrelado à sua capacidade de dispersão, ou seja, de conseguir ser levada para longe propagando-se em novos ambientes.

Uma vez que, como as plantas são fixas, se todas as sementes germinassem e crescessem próximo à planta mãe, haveria uma grande competição entre elas.

Dessa forma, cada espécie desenvolveu sementes com características particulares que proporcionaram diferentes estratégias de dispersão (por animais, pelo vento, por abertura natural [deiscência], ou pela própria gravidade), o que conferiu diferenciações morfológicas aos diferentes grupos de plantas.

E ainda tem mais, as sementes também são responsáveis por alimentar muitos animais e a nós humanos. Isso ocorre quando é aproveitada como grão seja como alimento direto ou matéria prima para atividades industriais.

Sementes como fonte de alimentação

No caso do melhoramento de sementes para fins alimentares (ou seja, um de seus usos como grãos), um dos exemplos mais marcantes ocorreu com a geração do milho como a cultura agrícola que conhecemos hoje.

Segundo registros arqueológicos, o ancestral dos híbridos de milho modernos, chamado teosinto, produzia uma espigueta com número reduzido de sementes duras, o que resultava em baixa produtividade e dificultava a exploração do seu potencial nutricional.

Os povos indígenas do sul do México teriam desenvolvido as primeiras técnicas necessárias ao melhoramento das propriedades da espiga, que aumentaram em quantidade, tamanho e número de grãos produzidos. A seleção dessas características agregou valor à cultura, fazendo com que ela se espalhasse por um vasto território do continente americano, sendo assim criada uma importante rede de comércio.

A evolução do milho e de suas sementes para o melhor aproveitamento pelo homem talvez seja um dos exemplos mais estudados e conhecidos de aplicação prática dos conceitos de melhoramento genético convencional.

Essa evolução pode ser extrapolada para todas as culturas de vegetais que foram domesticadas, dado que todas foram originadas de um ancestral que, em algum momento, era selvagem.

Com seu papel central na perpetuação das atividades agrícolas e na evolução de diferentes segmentos produtivos, a semente foi ganhando um espaço cada vez mais representativo.

As sementes e o ser humano

Há mais de 10.000 anos o ser humano apresentava comportamento nômade, ou caçador-coletor. Dependia dos organismos vivos que já estavam presentes no local para a sua subsistência. A partir do momento que o homem aprende a plantar e cultivar vegetais, passou a utilizar as sementes como sua fonte de sustento.

A partir daí, A humanidade sempre dependeu de vegetais para se alimentar, bem como desenvolver ferramentas e outros insumos para sua subsistência. envolvendo invariavelmente a interação com sementes de diferentes tipos.

Nos tempos mais modernos, o homem desenvolveu ferramentas que poderiam auxiliar na produção das culturas. Essas ferramentas foram parte das estratégias de um melhor cultivo e do desenvolvimento de insumos modernos, que pudessem aumentar o que estava sendo produzido.

Da mesma forma, a indústria química se fortalecia, podendo fornecer fertilizantes, defensivos e outras categorias de insumos mais sofisticados para o fortalecimento da agricultura.

Estudos sobre solo, influências climáticas, pragas e sistemas de irrigação também geravam um acúmulo de conhecimentos valiosos que atuavam em sinergia para auxiliar o agricultor a vencer seus desafios.

Todo esse movimento foi necessário para fundamentar a Revolução Verde, considerada a Terceira Revolução Agrícola, na qual a semente teve um papel essencial.

Tendo seu expoente entre 1950 e o fim dos anos 60, a Revolução Verde consistiu num conjunto de práticas tecnológicas mais avançadas, advindas da pesquisa e do desenvolvimento que contribuíram para um aumento marcante de produtividade global, principalmente nos países em desenvolvimento.

As iniciativas da época eram centradas em melhorias na irrigação, utilização de fertilizantes sintéticos e praguicidas, técnicas de manejo mais modernas, melhor espaçamento e densidade de plantas. No entanto, foram as sementes híbridas que fizeram da revolução verde um divisor de águas na produção agrícola.

Estas sementes hibridas são geradas a partir do cruzamento entre duas plantas puras, sendo vantajosas por poderem resultar em plantas que apresentam melhor desempenho do que as parentais, o que é denominado vigor híbrido ou heterose.

Dentre as características que foram melhoradas naquela época estão:

• produtividade;
• resistência a fatores bióticos e abióticos;
• tamanho e maior uniformidade das plantas.

Um dos pioneiros nos estudos relativos ao desenvolvimento de híbridos foi George Shull, um geneticista americano que trabalhava com cruzamento de plantas de milho já no início do século XX, e cujos achados viriam a revolucionar a agricultura anos depois.

Curiosamente, Shull não tinha o interesse comercial sobre suas pesquisas, mas sim o de desvendar a genética por trás dos cruzamentos que resultavam em plantas com características mais ou menos acentuadas. A Revolução Verde, por sua vez, fez uso dos conhecimentos advindos dessas pesquisas para resolver o problema da grande demanda global por alimentos e energia.

A revolução verde e a transformação de sementes em tecnologia

Liderando este movimento estava Norman Borlaug, um agrônomo americano que escalonou a produção de sementes híbridas e a aplicação de técnicas de manejo para um nível global, sendo por isso considerado o pai da Revolução Verde.

Suas pesquisas conduzidas no México resultaram no desenvolvimento de híbridos de trigo semi-anão que apresentavam alta produtividade e resistência a doenças.

Devido as condições climáticas que o México possui, foi possível a ele semear duas vezes ao ano, otimizando o processo de produção de sementes híbridas. Borlaug tinha como objetivo combater a ferrugem da folha do trigo, e melhorar o crescimento de plantas em solo pouco fértil.

Em relação a resistência a doença, o cruzamento entre plantas gerou híbrido de trigo que não apresentavam os sintomas da ferrugem. Já para o problema dos solos pouco férteis, foi utilizada a adubação com nitrogênio, que proporcionou um grande aumento de tamanho das plantas.

No entanto, as plantas muito altas não tinham estabilidade suficiente para aguentar os pesos dos grãos, que aumentaram devido a mais nutrientes. Com isso, o nanismo passou a ser uma característica importante para o trigo, pois permitia a obtenção de uma planta que era capaz de se sustentar mesmo com uma massa de sementes relativamente alta para o estágio de crescimento.

Paralelamente aos avanços da Revolução Verde, áreas como a genética, a bioquímica e a biologia molecular progrediram consideravelmente durante o século XX. O domínio das técnicas de sequenciamento do DNA levou a um melhor entendimento da função dos genes nos organismos, tornando possível o uso de marcadores moleculares que aceleraram os programas de melhoramento de plantas.

Além disso, a partir do desenvolvimento e domínio da tecnologia do DNA recombinante também foi possível a manipulação de genes e que resultou na biotecnologia empregada nos dias de hoje.

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O mercado de sementes

Diante de tanta tecnologia empregada, atualmente as sementes são o principal insumo da produção agrícola e com maior valor agregado. Não é por acaso que a indústria global de sementes está valendo cerca de USD 52 bilhões e encontra-se em franco crescimento.

No Brasil, estima-se um mercado de aproximadamente U$ 7,6 bilhões, o terceiro do mundo, atrás apenas de Estados Unidos com U$ 12 bilhões e China com U$ 10, 8 bilhões.

Com um parque sementeiro bastante diversificado, o país é referência no desenvolvimento de plantas adaptadas às condições tropicais e subtropicais. Em 10 anos, a safra brasileira de sementes saltou de 1,7 milhão de tonelada, na safra de 2005/06, para 4 milhões de toneladas de sementes, na safra 2016/17.

Os mercados de sementes de soja e milho permanecem entre os principais do Brasil, respondendo juntos por 74% do mercado de sementes. Mas, nos últimos anos, foram verificados um crescimento e uma maior profissionalização de outros importantes mercados de sementes, como os de frutas e hortaliças.

Plantas hoje e amanhã

Como vimos, sementes vêm suprindo inúmeras de nossas necessidades há milênios. A história do melhoramento de sementes se mistura com a história do progresso do ser humano e das diferentes áreas de conhecimento que ele domina. Atualmente, as ferramentas biotecnológicas, de proteção de cultivos e da Era da Informação expandem os horizontes do melhoramento de sementes.

Na agricultura digital, equipamentos de alta tecnologia já foram desenvolvidos pensando na melhor forma de se utilizar as sementes e explorar todo o potencial produtivo que elas possuem. Aplicativos para celular, drones, tratores e sistemas de irrigação integrados fazem parte dessa modernidade.

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A combinação destes esforços será necessária para que o agricultor vença o grande desafio de produzir alimentos, energia e fibras para uma população global de quase 10 bilhões de pessoas em 2050 sem agredir o meio ambiente. A sustentabilidade do nosso planeta dependerá da nossa capacidade de valorização de todo o potencial contido na semente e de sabermos aprimorar tudo o que foi construído até os dias de hoje.

Principal fonte

FAO. Producing quality seeds means quality yields. Disponível em: http://www.fao.org/in-action/producing-quality-seeds-means-quality-yields/en/. 2019. Acesso em: 29 jun. 2020.