Los organismos crecen para adaptarse al espacio y los recursos disponibles en sus entornos, lo que da lugar a una gran diversidad de tamaños y formas corporales dentro de una población de la misma especie.
por la Institución Carnegie para la Ciencia
¿Cuáles son los mecanismos genéticos y fisiológicos que determinan qué tan grande puede crecer un organismo?
En insectos y mamíferos, los factores celulares y moleculares que sustentan el tamaño corporal están bien establecidos. Pero en las plantas , este proceso ha desconcertado a los científicos durante generaciones. La forma en que una planta controla el tamaño al que crece es una parte fundamental de sus procesos de desarrollo y afecta su probabilidad de éxito en un entorno particular.
“Es de vital importancia entender cómo las plantas controlan su tamaño total durante el desarrollo”, dijo Sue Rhee de Carnegie, quien dirigió un equipo de científicos que investigan este misterio. “Este conocimiento podría ayudarnos a mejorar la productividad agrícola y guiar la toma de decisiones sobre el uso de la tierra, especialmente porque el cambio climático está modificando muchas condiciones ambientales”.
El equipo de Carnegie —la autora principal Flavia Bossi, junto con Benjamin Jin, Elena Lazarus, Heather Cartwright y Yanniv Dorone— logró un avance importante al responder esta pregunta de larga data. Sus hallazgos se publican en Development .
La clave para dilucidar este proceso es el cambio en el desarrollo de la proliferación celular (división que aumenta el número de células) a la diferenciación celular (especialización en órganos y tejidos).
La proliferación termina cuando todas las células de un órgano se han diferenciado. Esto controla la cantidad de células que componen ese órgano y, a su vez, la tasa y la duración del crecimiento del órgano determina el tamaño corporal total de la planta.
“Entonces, lo que queríamos saber era, ¿cómo sabe la planta cuándo salir de la etapa de proliferación?” dijo Bossi.
Usando una serie de técnicas de investigación avanzadas, el equipo pudo determinar que un gen previamente no caracterizado que llamaron CHIQUITA1, junto con varios genes similares a CHIQUITA, juega un papel crucial en el mantenimiento del tiempo de transición entre proliferación y diferenciación en la mostaza. planta Arabidopsis thaliana. Descubrieron que CHIQUITA1 asegura que las células proliferen una cierta cantidad de veces antes de diferenciarse, lo que revela un paso importante en la forma en que se controla el tamaño del cuerpo de la planta.
Bossi concluyó: “Las plantas son fundamentales para muchos aspectos de la vida humana, desde el suministro de alimentos hasta los biocombustibles, las medicinas, la madera, los textiles y más. Comprender cómo se desarrollan y regulan su tamaño en respuesta a las condiciones ambientales podría ayudarnos a prepararnos para un mundo que se calienta”.
A diferencia de la mayoría de las investigaciones sobre proliferación celular, este trabajo se realizó a nivel de célula individual, en lugar de a nivel de población , lo que destaca cuánto más queda por aprender sobre las reglas que rigen la biología de las plantas.
