Las plantas funcionan como los pulmones verdes de nuestro planeta. Con razón, debido a la capacidad de un gran árbol individual que libera más de 120 kg de oxígeno a la atmósfera de la Tierra cada año a través de una serie de reacciones alimentadas por la luz solar en la fotosíntesis. Sin embargo, duranteeventos de inundación, los tejidos de las plantas pueden experimentar una grave escasez de oxígeno, una situación estresante que cada año conduce a una pérdida sustancial en el rendimiento de todos los cultivos principales como el arroz, el trigo y la cebada.
Investigadores del Departamento de Biología de la Universidad de Copenhague, la Universidad de Pisa en Italia y la Universidad RWTH Aachen y la Universidad de Heidelberg, ambas en Alemania, ahora han descubierto que las bajas concentraciones de oxígeno hipoxia proporcionan condiciones esenciales para el crecimiento de las plantas.
"Equipado con una nueva generación de sondas de oxígeno microscópicas, pudimos medir la concentración de oxígeno de un cubículo de tejido de aproximadamente treinta células, conocido como el meristemo apical del brote", dice el profesor Ole Pedersen, Universidad de Copenhague. "Nosotrosdescubrió que en esta región, un nicho de bajo contenido de oxígeno envuelve las células madre responsables de la producción de nuevas hojas y flores. Aquí, los bajos niveles de oxígeno controlan la velocidad a la que se producen nuevas hojas al promover la estabilidad de una proteína, llamadaZPR2, responsable de la proliferación y diferenciación celular ".
Por lo tanto, la mayoría de los tejidos vegetales sufren severamente en presencia de hipoxia causada por un evento de inundación, pero este nuevo estudio muestra claramente que la hipoxia es un requisito previo para el mantenimiento de las células madre.
Este descubrimiento sigue a los realizados en los últimos años sobre el control del metabolismo de las plantas en la anaerobiosis, también publicado en Naturaleza y Comunicaciones de la naturaleza y representa un paso adelante hacia la comprensión de cómo la producción de nuevos órganos está conectada a parámetros ambientales que afectan el crecimiento y la productividad de las plantas.
El requisito de niveles bajos de oxígeno para mantener las células madre no es exclusivo de las plantas. También varios tipos de células madre de animales, incluido el humano, comparten la misma característica. Esto es notable ya que las plantas y los animales solo están muy claramente relacionados en el contexto evolutivo, pero ambos representan el más alto nivel de complejidad en términos de organización multicelular en los tejidos. Aparentemente, el establecimiento y mantenimiento de bajo nivel de oxígeno es un requisito para la actividad de 'fábricas' de nuevas células y, por lo tanto, se desarrolla de forma independiente tanto en plantas como en animales.
Las aplicaciones de este descubrimiento son dobles. Los obtentores ahora tienen un nuevo objetivo para la selección de nuevas variedades de cultivos, mejor adaptadas para mantener la productividad en entornos subóptimos que afectan la respiración, como las altas temperaturas o las inundaciones rápidas. Además, los investigadores ahora compararán las plantasy células madre animales para descubrir los secretos del mantenimiento de las células madre y el desarrollo de los órganos.
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Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias - Universidad de Copenhague . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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