Finalmente es primavera, y en las ramas de los árboles se está gestando una batalla. Un petirrojo regresa a su nido con una lombriz de tierra. Todos sus pichones ruegan, pero solo uno recibirá esta comida. Y mientras mamá tiene interés en asegurarseque todos sus bebés prosperan, cada pajarito es más egoísta. Entonces el bebé abre su pico una y otra vez: ¡dame más!
Ahora imagine un choque similar que se desarrolla en las flores del mismo árbol. Un nuevo estudio de la Universidad de Washington en St. Louis revela la sorprendente forma en que las disputas familiares en las semillas impulsan una rápida evolución. Investigadores en Artes y Ciencias descubrieron ese conflicto sobre la cantidadde los recursos que una descendencia recibe de su progenitor parece desempeñar un papel especial en el desarrollo de ciertos tejidos de semillas. El estudio se publicará la semana del 22 de abril en Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Las semillas de plantas contienen tejidos que representan tres parientes genéticos distintos: la madre, el embrión y un extraño tejido triploide llamado endospermo que participa en la transferencia de nutrientes de la madre al embrión.
Katherine Geist, candidata a doctorado en el laboratorio dirigida por David C. Queller, el profesor de biología Spencer T. Olin de Artes y Ciencias, y Joan Strassmann, el profesor de biología Charles Rebstock, utilizaron datos genómicos de la planta modelo, Arabidopsis thaliana , para iluminar una disputa entre estas tres partes sobre la cantidad de recursos que se deben dar al embrión.
"Cuando pensamos en cómo podría manifestarse el conflicto entre padres e hijos, tenemos la tendencia a pensar que tiene que haber dos partes diferentes interactuando, una madre y un bebé", dijo Geist. Cualquier bebé quiere más para sí mismo que para suhermanos mientras la madre quiere una separación justa entre sus hijos.
Robin pichones piden la lombriz, por ejemplo. Los bebés humanos lloran
"En una semilla, eso podría no ser tan obvio", dijo Geist. "Pero todavía hay todo esto sucediendo a un nivel de señalización hormonal y celular".
"Estas son diferentes partes con diferentes intereses genéticos", dijo.
Todos en la familia
Este año, Queller y Strassmann trabajan como becarios del Wissenschaftskolleg, un instituto de estudios avanzados en Berlín. Son más conocidos por su trabajo sobre la evolución social en las amebas y dentro de las sociedades de avispas. El nuevo estudio aborda preguntas relacionadas en plantas, yes una prueba de un modelo teórico de selección de parentesco que Queller exploró por primera vez hace décadas, inicialmente como un estudiante graduado.
El conflicto evolutivo a menudo conduce a una evolución más rápida, a veces llamada una "carrera armamentista", ya que los organismos con intereses en competencia buscan una a otra generación tras generación. Esta interacción se reconoce mejor donde los conflictos son muy fuertes, comoEl conflicto entre un huésped y un patógeno.
"Pero se espera que la relación disminuya el conflicto", dijo Queller. "Queríamos ver si los conflictos entre parientes impulsan una evolución rápida consistente con una carrera armamentista evolutiva".
Plantas disputas, también
Los datos genómicos publicados anteriormente para Arabidopsis identificaron los genes especializados para diferentes partes del cuerpo de una planta madre, así como aquellos para sus tejidos de semillas y sub-tejidos. La estudiante de posgrado Geist peinó meticulosamente a través de múltiples iteraciones de estos datos para su especie de enfoque.Arabidopsis y algunos de sus primos.
Comparó las tasas de evolución adaptativa en los genes que controlan el crecimiento en diferentes partes de las plantas.
Geist encontró tasas más altas de evolución adaptativa para genes regulados por aumento en las semillas, en comparación con tasas en otros órganos de plantas, como brotes florales, tallos, rosetas de hojas y raíces. También encontró más evidencia de evolución adaptativa en genes expresados en el endospermoy tejidos maternos que en embriones, y más en los sub-tejidos de las semillas que están específicamente involucrados en la transferencia de nutrientes.
"Vemos nuestro patrón de evolución molecular pronosticado de adaptación rápida en las regiones de los genes que están involucrados en la asignación de recursos, pero no en aquellos que presumiblemente solo están involucrados en el almacenamiento", dijo Geist.
Los resultados respaldan las predicciones de que las carreras de armamentos provienen no solo de enemigos implacables, como huéspedes y patógenos, sino también de disputas menores dentro de las familias. También sugieren que las familias de plantas tienen los mismos tipos de disputas que los animales.
Las interacciones sociales exploradas en este estudio podrían tener implicaciones para el tamaño de la semilla que podrían explorarse investigadas en trabajos futuros, dijeron los investigadores. El tamaño final y el valor nutricional de las semillas es importante para los humanos, que dependen de granos como el arroz, el trigo y la cebaday la quinua como principales fuentes de alimentos en todo el mundo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Original escrito por Talia Ogliore. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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