Reducir el consumo de una ‘súper grasa’ podría ayudar a las plantas a sobrevivir al cambio climático



El cambio climático no solo significa un clima más cálido. Los períodos de frío también pueden alcanzar mínimos inusuales, y las fluctuaciones entre calor y frío se están volviendo más extremas.


por la Universidad Estatal de Michigan


Incluso las gotas de unos pocos grados pueden ser difíciles para las plantas en crecimiento. Si los cambios de temperatura se vuelven demasiado grandes para que los cultivos los aguanten, eso significa menos alimentos para el planeta. Es por eso que los investigadores de todo el mundo están trabajando para aumentar la resiliencia de las plantas.

David Kramer, de la Universidad Estatal de Michigan, está interesado en la resiliencia en relación con la fotosíntesis porque el proceso por el cual las plantas reciben energía del sol es particularmente sensible a los cambios de temperatura.

«Una de las preguntas más importantes en este momento es cuál es la mejor manera de hacer que las plantas sean más tolerantes. Es algo que debemos resolver porque el cambio está ocurriendo muy rápido», dijo Kramer, profesora distinguida de Hannah en la Facultad de Ciencias Naturales de MSU. «Creemos que la naturaleza ha encontrado muchas soluciones; solo necesitamos descubrir cómo funcionan».

Kramer y sus colegas ahora han descubierto una posible solución en un solo ácido graso que tiene un profundo impacto en cómo las diferentes plantas de caupí toleran el enfriamiento. Los investigadores publicaron su trabajo en línea el 16 de marzo en la revista Plant, Cell & Environment .

Este conocimiento podría algún día ayudar a que ciertos cultivos crezcan en más lugares, permitiéndoles tolerar una gama más amplia de condiciones. También tiene el potencial de ayudar a los productores que desean sembrar sus cultivos antes para que puedan cosechar antes de los estreses más severos del calor y las plagas en el verano.

Que estas posibilidades provengan de un solo ácido graso fue una sorpresa.

«Nunca esperábamos que un ácido graso pudiera ser un factor importante», dijo el primer autor del estudio, Donghee Hoh, investigador asociado en el laboratorio de Kramer.

Reducir el consumo de una 'súper grasa' podría ayudar a las plantas a sobrevivir al cambio climático
Esta secuencia de imágenes muestra diferentes plantas de caupí que han sido coloreadas falsamente para mostrar su diferente eficiencia fotosintética bajo estrés por frío. Los colores más fríos (verdes y azules) muestran cuando las plantas son menos eficientes y los colores más cálidos (amarillos y naranjas) corresponden a una mayor eficiencia. Crédito: Hoh et al.

Esto se debe a que las plantas usan una gran cantidad de ácidos grasos para ayudar a regular los procesos de misión crítica, en particular la fotosíntesis.

«Los científicos han estado estudiando estos ácidos grasos durante décadas y todavía no sabemos por qué la naturaleza produce tantos», dijo Kramer, quien trabaja en el Laboratorio de Investigación de Plantas MSU-DOE, que cuenta con el apoyo del Departamento de Energía de EE. UU.

La sabiduría convencional sostenía que probablemente era la proporción de ácidos grasos saturados a ácidos grasos insaturados en los cloroplastos de una planta lo que determinaba cómo le iba a una planta en temperaturas decrecientes.

Entonces, el equipo se sorprendió al encontrar que un solo «súper gordo» desempeñaba un papel tan importante, dijo Hoh. Resulta que las plantas con menos de este ácido graso obtuvieron mejores resultados al bajar las temperaturas que las plantas con más.

Para hacer este descubrimiento, el equipo necesitaba hacer muchas medidas diferentes de muchas plantas diferentes.

«Una de las mejores cosas de nuestra investigación es el enfoque en sí mismo, que es bastante diferente de los métodos tradicionales», dijo Hoh.

Uno de esos métodos tradicionales probados y verdaderos implica lo que se conoce como eliminación de genes. Aquí, los científicos eliminan o «silencian» el gen de una planta para probar o determinar su función.

Si bien es una simplificación excesiva de una técnica eficaz, ayuda a ilustrar sus limitaciones. Puede ser como cortar un solo cable en un automóvil para ver si hace una diferencia en la dirección y el manejo del vehículo, dijo Kramer.

Reducir el consumo de una 'súper grasa' podría ayudar a las plantas a sobrevivir al cambio climático
La investigación muestra que comprender un ácido graso que se encuentra en las plantas de guisantes de ojos negros podría ayudar a cultivar cultivos que sean más resistentes a los cambios de temperatura. Crédito: Toby Hudson/Wikimedia Commons

Lo que hicieron Hoh, Kramer y sus colegas fue diferente. Era más como tomar partes de una flota de autos diferentes y luego combinarlos de diferentes maneras para encontrar qué arreglo les daba el mejor manejo.

Para hacer esto, comenzaron por cruzar dos variedades diferentes de caupí, que también se conocen como guisantes de ojos negros. Un cultivar de caupí se cultiva en Camerún, justo al norte del ecuador en la costa oeste de África. El otro se cultiva en California donde, al estar más lejos del ecuador, se ha adaptado a vivir en un clima que puede volverse más frío.

Algunas de las crías fueron peores para mantener la fotosíntesis en temperaturas más bajas que sus padres, pero algunas fueron mejores. Al medir las diferentes capacidades fotosintéticas junto con las diferentes genéticas y los diferentes contenidos de ácidos grasos en cada planta, el equipo pudo identificar la «súper grasa».

«Encontramos no solo la grasa específica que afecta la sensibilidad al frío, sino también los genes que modulan esta grasa, lo que nos ayuda a acercarnos un paso más a las plantas resistentes al clima», dijo Hoh.

Para respaldar esa afirmación, el equipo recurrió a una especie de planta diferente conocida como Arabidopsis. Con este nuevo conocimiento en la mano, criaron plantas de Arabidopsis para que tuvieran más o menos ácido graso de lo que normalmente tendrían. En Arabidopsis, también, cuanto menos ácido graso tenía una planta, mejor era su respuesta al frío.

La realización de todos estos experimentos y mediciones requirió herramientas de vanguardia y una colaboración que cubrió una amplia gama de habilidades científicas. Se unió al grupo de Kramer el laboratorio de Christoph Benning, profesor de la Fundación MSU, profesor distinguido de la Universidad y director del Laboratorio de Investigación de Plantas MSU-DOE. El equipo de Kramer tiene una amplia experiencia en el estudio de la fotosíntesis y en el desarrollo de nuevas herramientas necesarias para hacerlo, mientras que el equipo de Benning son expertos en ácidos grasos vegetales .

«Este trabajo fue posible gracias a las herramientas que los laboratorios han creado y la experiencia de personas como Donghee para realizar las mediciones», dijo Kramer. «Esto no habría sucedido sin juntar todos esos componentes».

La pregunta sigue siendo por qué menos de este ácido graso en particular es beneficioso para las plantas , lo que subraya un punto que Kramer hizo anteriormente. La naturaleza ha desarrollado algunas soluciones bastante impresionantes, ahora los científicos solo tienen que descubrirlas.



WP Twitter Auto Publish Powered By : XYZScripts.com