A diferencia de los animales, las plantas forman nuevos órganos a lo largo de toda su vida, es decir, raíces, ramas, flores y frutos. Los investigadores en Frankfurt querían saber en qué medida las plantas siguen un plan predeterminado en el curso de este proceso.diario Biología actual describen el crecimiento de las raíces secundarias del berro de thale Arabidopsis thaliana. Lo han observado célula por célula en un microscopio óptico de alta tecnología y lo han analizado con simulaciones por computadora. Su conclusión: la forma de la raíz está determinada por una combinación depredisposición genética y la autoorganización de las células.
"Nuestro trabajo muestra el desarrollo del órgano complejo de la raíz secundaria con una resolución temporal y espacial sin precedentes", dice el profesor Ernst HK Stelzer del Instituto Buchmann de Ciencias de la Vida Molecular en la Universidad Goethe de Frankfurt am Main. Es el inventor delmicroscopía de fluorescencia de hoja de luz suave y de alta resolución, con la cual los investigadores registraron el desarrollo de raíces secundarias desde la primera división celular hasta su salida de la raíz principal. Durante más de 64 horas, registraron por primera vez las señales de fluorescencia de los núcleos celulares y el plasmamembrana cada cinco minutos y luego identificó y siguió a todas las células involucradas en el desarrollo de la raíz.
Las raíces secundarias provienen de un número variable de "células fundadoras", de las cuales algunas contribuyen al desarrollo. La forma de las raíces secundarias y las curvas de crecimiento respectivas muestran grandes similitudes ". Clasificamos las divisiones celulares en función de susorientación espacial para saber cuándo se forman nuevas líneas celulares y capas celulares ", explica Daniel von Wangenheim, primer autor del estudio." Sorprendentemente, no pudimos predecir sobre la base de la disposición espacial inicial dónde exactamente el futuro centrode la raíz secundaria mentiría ". Evidentemente, solo la primera división de las células fundadoras está fuertemente regulada, mientras que las divisiones posteriores no siguen ningún patrón predeterminado. Su comportamiento es bastante más adaptativo. En la naturaleza, esto también tiene sentido,por ejemplo si las raíces se encuentran con un obstáculo.
Para poder identificar los principios fundamentales del desarrollo de la raíz secundaria en la gran cantidad de datos, los investigadores combinaron métodos para el análisis cuantitativo de las divisiones celulares en plantas silvestres y genéticamente modificadas tipo salvaje y mutantes con modelos matemáticos.Esto fue realizado por su colega, el profesor Alexis Maizel, de la Universidad de Heidelberg, y se dio cuenta de que el desarrollo de la raíz secundaria se basa en un número limitado de reglas, que explican el crecimiento y la orientación de las células.La raíz sigue los principios de autoorganización, que es de naturaleza prevalente. Alexander Schmitz, coautor del estudio, explica la parte no determinista por el hecho de que el desarrollo del órgano es robusto como resultado: "De esta manera, las raícesson capaces de desarrollarse de manera flexible y controlada, a pesar de la disposición variable de las células y los factores mecánicos en el tejido circundante ".
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Materiales proporcionado por Goethe-Universität Frankfurt am Main . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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