Cuando hace calor afuera, los humanos y los animales tienen el lujo de buscar refugio en la sombra o en edificios frescos con aire acondicionado. Pero las plantas se atascan.
Aunque no son inmunes a los cambios climáticos, las plantas responden al aumento de mercurio de diferentes maneras. La temperatura afecta la distribución de las plantas en todo el planeta. También afecta el tiempo de floración, el rendimiento de los cultivos e incluso la resistencia a las enfermedades.
"Es importante comprender cómo las plantas responden a la temperatura para predecir no solo la disponibilidad futura de alimentos, sino también desarrollar nuevas tecnologías para ayudar a las plantas a hacer frente al aumento de la temperatura", dijo Meng Chen, Ph.D., profesor asociado de biología celular en elUniversidad de California, Riverside.
Los científicos están muy interesados en averiguar cómo las plantas experimentan la temperatura durante el día, pero hasta hace poco este mecanismo ha sido esquivo. Chen está dirigiendo un equipo para explorar el papel del fitocromo B, una vía de señalización molecular que puede desempeñar un papel fundamental encómo responden las plantas a la temperatura.
en un artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza , Chen y sus colegas de la UCR describen los desencadenantes genéticos que preparan las plantas para el crecimiento en diferentes condiciones de temperatura utilizando la planta modelo, Arabidopsis.
Las plantas crecen siguiendo el reloj circadiano, que está controlado por las estaciones. Todos los procesos fisiológicos de una planta están divididos para que ocurran en momentos específicos del día.
Según Chen, la teoría de larga data sostenía que Arabidopsis detecta un aumento de temperatura durante la noche. En una situación natural, Arabidopsis, una planta de invierno, probablemente nunca vería temperaturas más altas por la noche.
"Esto siempre nos ha desconcertado", dijo Chen, autor principal del artículo. "Nuestra comprensión de la vía de señalización del fitocromo es que también debería detectar la temperatura durante el día, cuando la planta en realidad encontraría una temperatura más alta".
De hecho, Arabidopsis crece en diferentes momentos del día a medida que cambian las estaciones. En el verano, la planta crece durante el día, pero durante el invierno crece de noche. Experimentos previos que imitaban las condiciones invernales mostraron una respuesta dramática en el fitocromo B, pero los experimentos que imitaban las condiciones del verano fueron menos robustos.
Chen y su equipo decidieron examinar el papel del fitocromo B en Arabidopsis a 21 grados Celsius y 27 grados Celsius bajo luz roja. La longitud de onda monocromática permitió al equipo estudiar cómo funciona este sensor de planta en particular sin la interferencia de otras longitudes de onda de luz.
"En estas condiciones, vemos una respuesta robusta", dijo Chen. "El trabajo muestra que el fitocromo B es un sensor de temperatura durante el día en el verano. Sin este fotorreceptor, la respuesta en las plantas se reduce significativamente".
Más allá de identificar la función del fitocromo B, el trabajo de Chen también apunta al papel de HEMERA, un activador de la transcripción que activa los genes sensibles a la temperatura que controlan el crecimiento de las plantas.
"Encontramos el control maestro para la detección de temperatura en las plantas", dijo Chen. "HEMERA se conserva en todas las plantas, desde el musgo hasta las plantas con flores".
En esencia, Chen y su equipo identificaron el mecanismo genético utilizado por todas las plantas a medida que responden a las condiciones de la luz del día, así como la capacidad de detectar la temperatura.
Chen reconoce que no todas las plantas pueden responder de la misma manera que Arabidopsis en este estudio. Antes de que se pueda aplicar esta investigación, puede ser necesario comprender cómo se comporta esta vía de señalización de temperatura en diferentes sistemas de plantas. Chen cree que la vía esprobablemente similar para todas las plantas y solo puede requerir modificaciones menores.
El equipo de investigación espera ampliar este estudio agregando más complejidad a los diseños experimentales futuros, como explorar la respuesta de la vía de señalización bajo luz blanca o condiciones diurnas. Chen también quisiera examinar cómo otros sistemas de plantas usan HEMERA para experimentartemperatura.
"Para hacer frente a los rápidos cambios de temperatura asociados con el calentamiento global, es posible que tengamos que ayudar a la naturaleza a hacer evolucionar los cultivos para adaptarse al nuevo entorno", dijo Chen. "Esto requerirá una comprensión molecular de cómo las plantas perciben y responden a la temperatura."
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Materiales proporcionados por Universidad de California - Riverside . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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