Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

Receta secreta de la naturaleza para hacer hojas


La receta secreta que la naturaleza usa para hacer las diversas formas de hojas que vemos en todas partes a nuestro alrededor ha sido revelada en la investigación.


por John Innes Center


El descubrimiento se produce en un estudio de la planta carnívora Utricularia gibba (vejiga) que ha desarrollado hojas inusuales en forma de copa con puertas trampa para atrapar presas.

El equipo del Centro John Innes ha estado investigando las plantas acuáticas como un modelo para comprender los principios generales por los cuales las plantas producen sus hojas.

En este estudio descubrieron que los cambios simples en la actividad genética en el brote de la hoja proporcionan un mecanismo flexible de cómo se hacen las hojas de todas las formas y tamaños.

«Hemos descubierto un principio general por el cual se forman desde hojas planas hasta agujas y formas curvas», dice el profesor Enrico Coen, del Centro John Innes.

«Descubrimos que las complejas formas de las hojas de las plantas carnívoras evolucionaron de especies con hojas planas a través de simples cambios en la actividad genética en el brote de la hoja . Lo que nos sorprendió es que un mecanismo tan simple podría ser la base de una diversidad tan amplia de formas de hojas».

Investigaciones previas realizadas por el laboratorio del profesor Coen habían identificado un campo de polaridad, una especie de brújula celular incorporada, que orienta el crecimiento y la conformación de la hoja a partir de una hoja de células.

Aquí, en un estudio que aparece en la revista Science , utilizaron análisis genéticos moleculares y modelos de computadora para mostrar cómo se forma la lámina celular en primer lugar, identificando un segundo campo de polaridad y los dominios de actividad genética involucrados en su configuración.

Cada hoja de Utricularia gibba consta de varios folíolos con forma de aguja junto con una trampa. Su análisis mostró que el inicio y el desarrollo de la trampa dependían de que la actividad del gen se restringiera a una región pequeña. Sin las restricciones, las trampas no se desarrollaron y solo se formaron hojuelas con forma de aguja.

El estudio presenta un modelo en el que dichos cambios en la actividad génica establecen un campo de polaridad que orienta el crecimiento del tejido. Juntos, ofrece una explicación mecanicista simple de diversas formas de hojas y explica cómo las hojas en forma de copa evolucionaron a partir de hojas planas.

La mayoría de las hojas son planas para cosechar luz para la fotosíntesis. Entonces, ¿por qué estudiar estas extrañas excepciones en forma de copa a la regla cuando buscas encontrar los principios generales de la fabricación de hojas?

«Si quieres entender por qué el agua hierve a 100 ° C, busca situaciones en las que no, como la cima del Monte Everest donde hierve a 70 ° C. De eso aprendemos el principio general de que el punto de ebullición depende de presión del aire. Del mismo modo, si desea comprender por qué la mayoría de las hojas son planas, puede estudiar excepciones, como las hojas de algunas plantas carnívoras que forman jarras para atrapar presas «, explica el profesor Coen.

La planitud de las hojas es importante para la forma en que las plantas cosechan la luz, proporcionando energía y alimentos que sustentan la vida en el planeta. Al comprender los principios de la formación de la hoja , los científicos y los fitomejoradores pueden desarrollar cultivos más sostenibles.


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