El próximo «retroceso» del horario de verano puede ser un lastre para muchas personas, pero una nueva investigación de científicos de la Universidad Estatal de Michigan revela que las plantas han encontrado formas de afrontarlo.
por Samantha Brichta, Universidad Estatal de Michigan
En un artículo publicado en la revista Plant Physiology , los miembros de la facultad de la Facultad de Ciencias Naturales de MSU, Tom Sharkey y Yair Shachar-Hill, y su equipo demostraron que las plantas tienen múltiples sistemas ajustados para hacer frente a las diferentes duraciones del día, lo que, a su vez, podría ayudar desarrollar nuevas variedades de cultivos que puedan crecer en una gama más amplia de climas.
«Me fascina la pregunta: ‘¿La fotosíntesis limita el crecimiento de las plantas o el crecimiento de las plantas limita la fotosíntesis?'», dijo Sharkey.
Sharkey es profesor universitario distinguido en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, o BMB, y miembro del cuerpo docente del Laboratorio de Investigación de Plantas de Energía del Departamento de MSU, o MSU-DOE PRL.
«Y a partir de esa pregunta básica», continuó Sharkey, «queríamos saber cómo se vería afectado el crecimiento si reduciéramos aún más la cantidad de luz que tenían las plantas acostumbradas a días más cortos».
Mecanismos adaptativos encontrados a través de la colaboración.
Para comprender cómo las plantas se adaptan a diferentes duraciones del día, un equipo de investigadores de MSU dirigido por Sharkey y Shachar-Hill, profesor del Departamento de Biología Vegetal, estudió una planta llamada Camelina sativa, un cultivo modelo de semillas oleaginosas, utilizando espectrometría de masas y metabolómica. Núcleo en el campus de MSU.
Su conclusión: las plantas se han adaptado para cambiar la forma en que utilizan su energía en función de la cantidad de luz natural que reciben.
El equipo descubrió que cuando los días son más cortos, las plantas tienen menos tiempo para realizar la fotosíntesis, por lo que necesitan ser más eficientes con la luz solar que reciben. Las plantas hacen esto aumentando su tasa fotosintética y reduciendo su tasa de respiración. También invierten más energía en sus brotes, donde tiene lugar la fotosíntesis.
Como mecanismo adicional, las plantas almacenan más azúcar en forma de almidón durante el día para tener energía para utilizar durante la noche, que es más larga. También ralentizan el intercambio de metabolitos entre sus vacuolas y otros compartimentos celulares, lo que les ayuda a mantener el equilibrio de carbono durante la noche.
«MSU fue el lugar ideal para esta investigación debido a la variedad de expertos con los que colaborar», dijo Sharkey, quien también es miembro del cuerpo docente del Plant Resilience Institute.
Además de Sharkey y Shachar-Hill, la investigación se vio reforzada por la colaboración con Yuan Xu y Xinyu Fu, investigadores asociados en MSU-DOE PRL y los laboratorios Sharkey y Shachar-Hill; Sean Weise, instructor de BMB; y Abubakarr Koroma, investigador del Departamento de Biología Vegetal.
Soluciones para los desafíos del sistema alimentario
Los resultados de este estudio continúan los esfuerzos de la universidad por encontrar soluciones a los desafíos que enfrenta nuestro sistema alimentario global. Al ampliar nuestra comprensión de la biología vegetal, los resultados podrían ayudar a generar nuevas variedades de cultivos que sean más productivas y resistentes a los cambios climáticos o a los cambios de zonas de cultivo.
«Nuestros hallazgos pueden señalar el camino hacia un mejor crecimiento de las plantas», dijo Sharkey. «Si podemos identificar los trucos que utilizan las plantas de día corto para casi mantenerse al día con las plantas de día largo, podríamos mejorar aún más las plantas de día largo «.
Más información: Yuan Xu et al, La variación de la duración del día afecta el crecimiento, la fotosíntesis, el metabolismo de las hojas, la partición y los flujos metabólicos, Plant Physiology (2023). DOI: 10.1093/plphys/kiad507
