Las primeras semanas de vida de una plántula de árbol pueden ser las más precarias.
A medida que empuja nuevas raíces delgadas hacia el suelo, también llega con pequeñas hojas nuevas. El agua y la energía son preciosas. La mayoría de las plántulas nunca pasan de su primer mes en el suelo.
Pero aunque se sabe mucho sobre el proceso de crecimiento, sigue habiendo una capa de misterio en torno a los mecanismos dentro de estas pequeñas plantas. Ahora, un nuevo estudio realizado por un investigador de la Universidad de Georgia arroja algo de luz sobre los tejidos microscópicos que ayudan a crecer a las plántulas de árboles.Los resultados podrían cambiar la forma en que los investigadores y los productores ven las primeras semanas de vida de un árbol.
"He estado trabajando en plántulas recién germinadas durante 20 años, y siento que este es uno de los primeros avances para mí sobre lo diferentes que son, incluso de una plántula de 20 semanas", dijo Dan Johnson, unprofesor asistente de fisiología de árboles y ecología forestal en la Escuela de Silvicultura y Recursos Naturales de la UGA Warnell. "Son estas primeras semanas de vida las que parecen ser fundamentalmente diferentes".
Johnson y un equipo de investigadores utilizaron una radiografía de alta potencia llamada sincrotrón para tomar imágenes de corte transversal extremadamente detalladas de plántulas de pino ponderosa en varias etapas de hidratación. Ubicado en la Universidad de California-Berkeley, el sincrotrón acelera los electronesa casi la velocidad de la luz, y aunque matarán instantáneamente a una célula humana, resulta que las plantas pueden resistir el intenso poder durante un corto período de tiempo.
Entonces, Johnson y sus colaboradores tomaron radiografías del tallo intacto de las plántulas de pino durante varios días, tomando imágenes de lo que estaba sucediendo dentro de la planta. Las imágenes muestran imágenes en blanco y negro extremadamente detalladas que detallan bolsas de células hidratadasen gris. A medida que avanzan las imágenes y las plántulas se secan, se pueden ver bolsas de aire negras en las imágenes, casi como si los tallos se comieran de afuera hacia adentro.
Él y otros investigadores pensaron que el xilema de la planta, un sistema nervioso central de la planta, en cierto sentido, se secaría rápidamente si se quedaba sin agua. Resulta que estaban equivocados, y las imágenes resultantes ofrecen nunca ...conocimientos antes vistos sobre las primeras semanas de la vida de una plántula de árbol.
"La forma en que pensamos que estas plántulas iban a fallar, hidráulicamente, a medida que se secaban, no era en absoluto cómo fallaron", dijo. "Pensamos que el tejido vascular, el xilema, iba a llenarsecon aire. Lo llamamos embolia en humanos. Pero lo que encontramos fue que no fue el xilema el que se secó, fue todo el tejido que lo rodea. Incluso en algunas de las plántulas que parecían desgarradas por falta dede agua, el xilema está completamente hidratado. "
Todas las plantas tienen tejido de xilema; transporta agua por toda la planta. Y en las plantas más viejas, el xilema a menudo se seca cuando una planta se enfrenta a la sequía. Pero las imágenes que capturó Johnson muestran que la plomería de las plántulas es completamente diferente a la de sus primos mayores..
Los hallazgos se publicaron en la edición de agosto de Revista estadounidense de botánica . El estudio fue apoyado por dos subvenciones de la National Science Foundation.
"Para mí, esta es la etapa de vida más vulnerable. Si una plántula va a morir, morirá en las primeras semanas de vida", dijo Johnson. "En el campo, vemos el 99% de la regeneración naturallas plántulas mueren; volverás al campo un día y miles han muerto. Y mueren en lugares donde simplemente se seca demasiado rápido ".
Johnson dijo que sus hallazgos apuntan a cuán sensibles son los tejidos fuera del xilema a la pérdida de agua en las primeras semanas de vida de una plántula. Cuando una plántula cosida en forma silvestre sobrevive, a menudo es porque ese sitio en particular tenía condiciones más favorables, como máshumedad o la semilla aterrizó en una depresión donde estaba más protegida de los elementos.
Además de las imágenes detalladas en blanco y negro, el equipo también hizo imágenes en color correspondientes de los tallos de las plántulas con un láser, utilizando un proceso llamado microscopía confocal. Diferentes células se reflejan en diferentes colores, creando un arco iris de círculos que los investigadorespuede utilizar para identificar mejor las partes del tallo.
Pero mientras los amarillos, rojos y azules están impactando en las imágenes producidas con láser, lo que realmente le abrió los ojos a Johnson fue la realidad en blanco y negro de los tallos diezmados y secos y su núcleo central, que fue el últimorendirse.
"Estaba completamente conmocionado. No era lo que ninguno de nosotros esperaba en el papel", dijo Johnson, señalando una imagen de un tallo marchito que parece casi masticado. "Eso es un nivel de desecación que mataría a esa planta.Entonces, tener ese xilema tan lleno cuando está tan muerto es contrario a la intuición ".
Si bien el descubrimiento puede traer más preguntas que respuestas, Johnson señala que la supervivencia del xilema puede cambiar la forma en que se entienden las primeras semanas de las plantas. Es casi como si, dijo, las primeras hojas que emergen de una plántula estuvieran conectadas aun conjunto de tejidos completamente diferente. "El xilema podría no ser la tubería de las primeras hojas de la planta, lo cual es extraño porque eso es lo que aprendimos en fisiología vegetal", agregó.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Georgia . Original escrito por Kristen Morales. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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