Las hojas muestran una notable variedad de formas, desde láminas planas con contornos simples hasta las trampas en forma de copa que se encuentran en las plantas carnívoras.
Una pregunta general en la biología del desarrollo y la evolución es cómo los tejidos se forman a sí mismos para crear la diversidad de formas que encontramos en la naturaleza, como hojas, flores, corazones y alas.
El estudio de las hojas ha llevado a progresos en la comprensión de los mecanismos que producen las formas más simples y planas. Pero no está claro qué hay detrás de las formas de hojas curvadas más complejas de las plantas carnívoras.
Estudios previos utilizando la especie modelo Arabidopsis thaliana que tiene hojas planas reveló la existencia de un campo de polaridad que va desde la base de la hoja hasta la punta, una especie de brújula celular incorporada que orienta el crecimiento.
Para probar si un campo de polaridad equivalente podría guiar el crecimiento de tejidos altamente curvos, los investigadores analizaron las trampas de hojas en forma de copa de la planta carnívora acuática Utricularia gibba , comúnmente conocido como la vejiga jorobada.
El equipo del profesor Enrico Coen utilizó una combinación de imágenes en 3D, análisis celular y clonal y modelos computacionales para comprender cómo se forman las trampas de plantas carnívoras.
Estos enfoques mostraron cómo Utricularia gibba las trampas crecen de una bola de células casi esférica a una trampa madura capaz de capturar presas.
Al medir instantáneas 3D de trampas en varias etapas de desarrollo y explorar modelos de crecimiento computacionales, mostraron cómo están involucradas las tasas diferenciales y las orientaciones de crecimiento.
El equipo utilizó proteínas fluorescentes para monitorear las direcciones de crecimiento celular y las imágenes en 3D en diferentes etapas de desarrollo para estudiar la forma cambiante de la trampa.
El modelado computacional utilizado para explicar el crecimiento orientado invoca un campo de polaridad comparable al propuesto para el desarrollo de la hoja de Arabidopsis, excepto que aquí se propaga dentro de una hoja curva.
Análisis de la orientación de las glándulas cuadrífidas, que en Utricularia gibba se utilizan para la absorción de nutrientes, confirmó la existencia del campo de polaridad hipotético.
El estudio que aparece en la revista PLOS Biology concluye que la simple modulación de los mecanismos subyacentes al desarrollo de la hoja plana también puede explicar la conformación de formas 3D más complejas.
Una de las autoras principales, Karen Lee, dijo: "Un campo de polaridad que oriente el crecimiento de las hojas de tejido puede proporcionar una explicación unificada detrás del desarrollo de la amplia gama de hojas que encontramos en la naturaleza".
El trabajo fue financiado por el Consejo Europeo de Investigación número de subvención Carnomorph 323028 y el Consejo de Investigación de Ciencias Biológicas números de subvención BB / M023117 / 1, BB / L008920 / 1, BB / P020747 / 1 y BBS / E / J/ 000PR9787.
Video - El secreto de cómo Utricularia Gibba hace sus trampas para chupar animales
http://www.youtube.com/watch?v=4NCFpyk5tGo&feature=youtu.be
Información de fondo
Las plantas carnívoras con trampas de hojas en forma de copa crecen en lugares con poca nutrición. Han evolucionado cuatro veces de forma independiente en vejigas Utricularia , y plantas de jarra Nepenthes, Cephalotus y Sarracenia para capturar presas animales. Utricularia gibba fue elegido para el estudio debido a sus pequeñas trampas que son convenientes para la obtención de imágenes y su pequeño tamaño del genoma.
en el género Utricularia Lentibulariaceae epiascidiate hojas, denominadas trampas, use succión para atrapar presas. Las trampas requieren mecanismos de apertura y cierre altamente coordinados para operar con eficacia.
Utricularia es un gran género de alrededor de 235 especies con diferentes formas de trampa, lo que permite un análisis comparativo del desarrollo de formas evolutivas. La modulación de las tasas de crecimiento y direcciones en respuesta a un campo de polaridad subyacente es un mecanismo que podría explicar el rango de formas de trampa observadasen estas especies.
El genoma de Utricularia gibba se encuentra entre los más pequeños en el reino vegetal y se ha secuenciado por completo, proporcionando un recurso para estudios genéticos y evolutivos moleculares. Trabajo adicional en el laboratorio usando Utricularia gibba como un sistema modelo se centra en cómo la formación de láminas de tejido también depende del control de genes que modelan cada superficie.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro John Innes . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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