Los poros minúsculos en las hojas de las plantas, llamados estomas, tienen una gran influencia en el estado de nuestro planeta. A través de los estomas, las plantas absorben dióxido de carbono, que se incorpora a los carbohidratos, y liberan oxígeno. Pero también pierden agua a través del aireporos, que pueden ser mortales para las plantas en condiciones secas.
Por lo tanto, las plantas han desarrollado vías de señalización complejas que optimizan el ancho de apertura de los estomas para que coincidan con las condiciones ambientales. En respuesta a los cambios en la disponibilidad de luz, dióxido de carbono y agua, pueden abrir o cerrar estos poros. ¿Cómo funcionaron las vías de señalización?que son responsables de la evolución de esta regulación? Esto se está investigando en Julius-Maximilians-Universität Würzburg JMU en Baviera, Alemania, en el equipo del científico de plantas Rainer Hedrich.
"Actualmente estamos recopilando y analizando datos de diferentes especies de plantas", dice el profesor Hedrich. Explica que esta investigación también tiene relevancia para la agricultura: "El conocimiento sobre la evolución de estas vías de señalización podría alimentar los esfuerzos de mejoramiento para desarrollar cultivos que puedancrecen con menos agua ". Después de todo, la mayoría del agua potable suministrada a las plantas a través de los sistemas de riego se pierde a través de los poros del estoma. En vista del cambio climático, las variedades de plantas que pueden hacer frente bien a la sequía son muy buscadas.
Historia de genes importantes reconstruidos
en el diario Tendencias en ciencias de las plantas , los investigadores de la JMU, el Dr. Frances Sussmilch, el Profesor Jörg Schultz, el Profesor Hedrich y el Dr. Rob Roelfsema ahora resumen el estado actual del conocimiento sobre las vías de señalización que las plantas usan para regular su equilibrio hídrico.
El equipo de Würzburg ha reconstruido la historia evolutiva de genes importantes que controlan el movimiento de los poros de las hojas en las plantas con flores. Resultó que la mayoría de estos genes pertenecen a antiguas familias de genes que se encuentran en todos los grupos de plantas, incluidas las algas verdes. Estos geneslas familias probablemente se desarrollaron antes de que las primeras plantas colonizaran la tierra.
Los investigadores también descubrieron que algunos genes específicos que controlan la apertura y el cierre de los poros de las hojas en respuesta a la luz y al dióxido de carbono probablemente solo se desarrollaron en plantas con semillas o plantas con flores después de haber sido separados en la evolución de un ancestro común con helechos.
genes de señalización específicos en células de guarda ajustables
En su trabajo, los científicos de la JMU observan de cerca las células protectoras de las plantas. Estas dos células rodean cada poro de la hoja. Cuando la presión hidráulica aumenta en las células protectoras, los poros se abren. Si la presión disminuye, el poro se cierra.
En las células protectoras de las plantas con flores, los productos de ciertos genes clave de señalización tienen propiedades únicas o se encuentran en concentraciones mucho más altas que en las células de la hoja circundante. La especificidad de estos genes es probablemente importante para controlar la presión hidráulica en la proteccióncélulas.
Los investigadores también examinaron genes relacionados utilizando los datos disponibles para el musgo Physcomitrella patens. "Descubrimos que ninguno de los genes de musgo de interés eran específicos para el tejido portador de estomas, pero en cambio todos estos genes también se expresaron en tejidos sin estosporos ", dijo Frances Sussmilch. Rob Roelfsema y Jörg Schultz agregan:" Los genes de señalización con funciones específicas en las células de guardia probablemente surgieron más tarde en la evolución de las plantas después de la divergencia de los musgos de un ancestro que comparten con las plantas con flores ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Würzburg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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