Crecer o no crecer: ¿Cómo saben las plantas cuándo el entorno es adecuado para el crecimiento y cuándo no?

Crecer o no crecer: ¿Cómo saben las plantas cuándo el entorno es adecuado para el crecimiento y cuándo no?

Las plantas usan la fotosíntesis para convertir la luz solar, el agua y el dióxido de carbono en los azúcares que necesitan para crecer y que, en última instancia, alimentan nuestro planeta. 

l agua también es fundamental para transportar los nutrientes del suelo y para proporcionar rigidez a los tejidos (turgencia) para que la planta pueda permanecer erguida. La falta de agua conduce a la sequía y finalmente a la muerte de las plantas. Al ser un factor tan esencial, las plantas han desarrollado mecanismos para monitorear la disponibilidad de agua en el suelo y comunicar esta información a tejidos distantes para inducir respuestas adaptativas apropiadas. Cuando el agua escasea, se produce la fitohormona ácido abscísico, que induce un cierre muy rápido de los poros de las hojas (estomas) para evitar la pérdida de agua por transpiración. Además, el crecimiento de la mayoría de los órganos se detiene, por lo que los recursos se pueden usar en medidas de protección.

Un estudio dirigido por Elena Baena-González, investigadora principal del IGC y miembro de la Unidad de Investigación GREEN-IT, descubrió los mecanismos por los que esto sucede: las señales del ácido abscísico están ligadas a un sistema regulador altamente conservado constituido por dos proteína quinasas (SnRK1 y TOR ), que controlan el crecimiento en todos los eucariotas (animales, plantas , hongos y protistas). “Cuando las condiciones son favorables se activa el acelerador del sistema (TOR), induciendo procesos biosintéticos, proliferación y crecimiento celular. Cuando las condiciones son desfavorables se activa la ruptura del sistema (SnRK1), inhibiendo los TOR y consecuentemente el crecimiento”, dice Elena Baena- González. Este antiguo sistema está controlado en todos los eucariotas por señales de nutrientes, lo que resulta en una detención del crecimiento cuando los niveles de nutrientes («combustible») son bajos.

«Sin embargo, encontramos que en las plantas este sistema está controlado por señales adicionales relacionadas con el estado del agua (ABA), lo que confiere a las plantas la capacidad única de regular el crecimiento no solo en respuesta a señales de nutrientes sino también en respuesta a la disponibilidad de agua «, explica el investigador . El equipo cree que este sistema puede haber sido crucial para el establecimiento de la vida terrestre al mantener el gasto de recursos y el crecimiento al mínimo cuando el agua era escasa.

Usando la planta modelo Arabidopsis thaliana, los investigadores observaron que cuando la quinasa SnRK1 se inactiva genéticamente, las plantas desarrollan raíces más grandes en condiciones subóptimas. Aunque tal crecimiento incontrolado puede ser fatal en condiciones de sequía severa, es probable que aumente la capacidad de absorber agua de las capas más superficiales del suelo, mejorando potencialmente el crecimiento de las plantas cuando el agua es moderadamente limitada. El trabajo de experimentos futuros tendrá como objetivo abordar estas preguntas e identificar los factores posteriores que podrían ser más susceptibles de manipular este rasgo también en los cultivos.

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