Agricultura Botánica y Genética Resto del Mundo

Células excitables: seguimiento de la evolución de la señalización eléctrica en plantas

planta
Crédito: CC0 Public Domain

Un estudio dirigido por investigadores de Tasmania, Chile y Alemania ha mejorado nuestra comprensión de la evolución de las plantas al rastrear los orígenes de los componentes de señalización eléctrica que las plantas desarrollaron para comunicarse y adaptarse a la vida en la tierra.


por la Universidad de Tasmania


El equipo de investigación, incluido el científico de plantas de la Universidad de Tasmania, Dr. Frances Sussmilch, estudió secuencias de ADN de diversas especies de plantas para mapear los orígenes evolutivos de adaptaciones importantes.

«Al observar de cerca las secuencias de los canales de potasio en estas especies, estábamos emocionados de ver evidencia de eventos evolutivos antiguos que han llevado a los complejos mecanismos de señalización de célula a célula que se pueden ver en las plantas modernas «, dijo el Dr. Dijo Sussmilch.

Esta historia comenzó hace unos 500 millones de años cuando los ancestros de las algas de las plantas terrestres emergieron del agua y conquistaron la tierra seca.

Las plantas enfrentaron nuevos desafíos en la tierra, incluidas condiciones ambientales difíciles y cambiantes como la sequía, el calor, los rayos UV y el viento, y las interacciones con nuevas amenazas biológicas.

«Estos pioneros de las plantas antiguas hicieron que el paisaje fuera más hospitalario para los primeros animales terrestres y dieron lugar a la increíble diversidad de plantas terrestres que vemos hoy, incluyendo briófitas, helechos, gimnospermas y plantas con flores», dijo el Dr. Sussmilch.

«Una característica que probablemente ayudó a las plantas a prosperar en la tierra es la presencia de mecanismos moleculares para la señalización de célula a célula. Esto permite la comunicación entre células en el cuerpo de la planta, facilitando respuestas coordinadas a los cambios ambientales».

Un medio de comunicación rápida de célula a célula que opera en las plantas es la señalización eléctrica basada en el potencial de acción, que es comparable a los impulsos eléctricos que controlan el latido sincronizado del corazón humano.

En las plantas, los potenciales de acción se pueden usar para respuestas rápidas a señales que incluyen heridas o contacto, como el cierre de una trampa para moscas de Venus. Para la comunicación eléctrica, las plantas necesitan canales iónicos activados por voltaje que controlen el flujo de iones dentro y fuera de una célula en respuesta a factores estresantes.

El Dr. Sussmilch dijo que los canales que permiten el movimiento de iones de potasio a través de la membrana celular en las plantas juegan un papel crítico en la excitabilidad eléctrica.

Los investigadores hicieron uso de recursos de secuencias de genes para especies que representan a cada uno de los principales grupos de plantas terrestres y algas verdes.

Examinaron las secuencias de los canales de potasio de estas diversas plantas en busca de «huellas digitales» de secuencias indicativas de diferentes características estructurales y funcionales.

El estudio encontró secuencias con la huella dactilar característica de un grupo de canales de salida relacionados, que permiten que los iones de potasio salgan de las células, se conservó entre la mayoría de los linajes de plantas terrestres (hepáticas, hornworts, helechos, gimnospermas y plantas con flores) y sus parientes de algas vivas más cercanas.

«Esto sugiere que este tipo de canal puede haber estado presente en las plantas cuando emergieron por primera vez del agua y probablemente fue retenido a medida que las plantas terrestres continuaron evolucionando debido a su importancia para la comunicación de célula a célula», dijo el Dr. Sussmilch.

Sin embargo, este tipo de canal estuvo ausente en todas las especies de musgo examinadas, lo que indica que puede haberse vuelto innecesario en los nichos que ocuparon los primeros musgos y se perdió del genoma de un antepasado común de los musgos vivos en la actualidad.

Por el contrario, encontraron que las huellas dactilares de cuatro tipos distintos de canales de afluencia relacionados, que permiten que los iones de potasio entren en las células, se han diversificado más recientemente, lo que permite una mayor variedad de funciones de los canales en las plantas con flores.

Los hallazgos de la investigación, junto con un proceso de análisis de secuencias que se puede utilizar para examinar la evolución de otras familias de genes de la misma manera, se han publicado recientemente en la revista Trends in Plant Science .


Leer más


1 COMMENTS

LEAVE A RESPONSE

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Social Media Auto Publish Powered By : XYZScripts.com