Las hojas se pueden disfrutar por su sombra, colores de otoño o sabor, y la disposición de las hojas en una planta es una forma práctica de identificar una especie. Sin embargo, los detalles de cómo las plantas controlan su disposición de hojas han permanecido como un misterio persistente enbotánica. Una especie de planta japonesa con un patrón de hoja peculiar reveló recientemente una visión inesperada de cómo casi todas las plantas controlan su disposición de hojas.
"Desarrollamos el nuevo modelo para explicar un patrón peculiar de disposición de hojas. Pero, de hecho, refleja con mayor precisión no solo la naturaleza de una planta específica, sino el rango de diversidad de casi todos los patrones de disposición de hojas observados en la naturaleza", dijoProfesor asociado Munetaka Sugiyama del Jardín Botánico Koishikawa de la Universidad de Tokio.
Todo en los ángulos
Para identificar la disposición de las hojas de una especie de planta, los botánicos miden el ángulo entre las hojas, subiendo el tallo de la hoja más vieja a la más joven.
Los patrones comunes son simétricos y tienen hojas dispuestas a intervalos regulares de 90 grados albahaca o menta, 180 grados gramíneas, como el bambú, o en espirales de ángulo dorado de Fibonacci como las agujas en algunos cactus esféricos, o las suculentasespiral de aloe.
El patrón peculiar que estudió el equipo de investigación de Sugiyama se llama "orixate" después de la especie Orixa japonica , un arbusto nativo de Japón, China y la península de Corea. O. Japonica a veces se usa como cobertura.
Los ángulos entre O. Japonica las hojas son 180 grados, 90 grados, 180 grados, 270 grados, y luego la siguiente hoja restablece el patrón a 180 grados.
"Nuestra investigación tiene el potencial de comprender verdaderamente los hermosos patrones en la naturaleza", dijo Sugiyama.
Las matemáticas de una planta
El equipo de investigación de Sugiyama comenzó su investigación haciendo pruebas exhaustivas de la ecuación matemática existente utilizada para modelar la disposición de las hojas.
La disposición de las hojas se ha modelado matemáticamente desde 1996 usando una ecuación conocida como DC2 Douady y Couder 2. La ecuación puede generar muchos, pero no todos, los patrones de disposición de las hojas observados en la naturaleza al cambiar el valor de diferentes variables de la fisiología de la planta., como las relaciones entre diferentes órganos de la planta o la intensidad de las señales químicas dentro de la planta.
El DC2 tiene dos deficiencias que los investigadores querían abordar :
Un patrón peculiar
Al menos cuatro especies de plantas no relacionadas poseen el patrón de disposición de la hoja de orixate inusual. Los investigadores sospecharon que debe ser posible crear el patrón de orixate utilizando la maquinaria genética y celular fundamental compartida por todas las plantas porque la posibilidad alternativa es que la misma, muyel patrón inusual de disposición de las hojas evolucionó cuatro o más veces por separado, parecía demasiado improbable
Una suposición fundamental utilizada en la ecuación DC2 es que las hojas emiten una señal constante para inhibir el crecimiento de otras hojas cercanas y que la señal se debilita a distancias más largas. Los investigadores sospechan que la señal probablemente esté relacionada con la hormona vegetal auxina, perola fisiología exacta sigue siendo desconocida
Patrones raros y reglas comunes
"Cambiamos esta suposición fundamental: el poder inhibidor no es constante, pero de hecho cambia con la edad. Probamos el poder inhibidor tanto creciente como decreciente con mayor edad y vimos que el patrón peculiar de orixato se calculaba cuando las hojas más viejas tenían un mayor vigorefecto inhibitorio ", dijo Sugiyama.
Esta información sobre el poder de la señal inhibitoria que cambia con la edad puede usarse para dirigir futuros estudios sobre la genética o la fisiología del desarrollo de las plantas.
Los investigadores llaman a esta nueva versión de la ecuación EDC2 Douady y Couder 2 ampliados.
El primer autor del trabajo de investigación, el estudiante de doctorado Takaaki Yonekura, diseñó simulaciones por computadora para generar miles de patrones de disposición de hojas calculados por EDC2 y para contar con qué frecuencia se generaron los mismos patrones. Los patrones que se observan más comúnmente en la naturaleza se calcularon con mayor frecuenciapor el EDC2, lo que respalda aún más la precisión de las ideas utilizadas para crear la fórmula.
"Hay otros patrones de disposición de hojas muy inusuales que aún no se explican por nuestra nueva fórmula. Ahora estamos tratando de diseñar un nuevo concepto que pueda explicar todos los patrones conocidos de disposición de hojas, no solo casi todos los patrones", dijo Sugiyama.
Hágalo usted mismo: identifique el patrón
Los expertos recomiendan mirar un grupo de hojas relativamente nuevas al identificar la disposición de las hojas de una planta, o patrón de filotaxis, en griego filón significa hoja. Las hojas más viejas pueden haberse girado debido a la exposición al viento o al sol, lo que puede dificultar la identificación de su verdadero ángulo de unión al tallo.
Piense en el tallo como un círculo y comience observando cuidadosamente en qué parte del círculo están unidas las hojas más viejas y segundas. El ángulo entre esas dos hojas es el primer "ángulo de divergencia". Continúe identificando los ángulos de divergencia entrehojas cada vez más jóvenes en el tallo. El patrón de ángulos de divergencia es el patrón de disposición de la hoja.
Los patrones comunes de disposición de las hojas son disticosos 180 grados regulares, bambú, espiral de Fibonacci 137.5 grados regulares, la suculenta Graptopetalum paraguayense , decusar 90 grados regulares, la albahaca de hierbas y tricusato 60 grados regulares adelfa de Nerium a veces conocido como dogbane.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :