Se establece una nueva investigación para cambiar la comprensión de los libros de texto sobre cómo respiran las plantas.

Las explicaciones anteriores de cómo las plantas absorben dióxido de carbono y exhalan oxígeno se han centrado en el engrosamiento de las paredes internas de las células de protección. Estas células controlan los estomas, pequeños poros que las plantas utilizan para el intercambio de gases. regulación del agua y defensa de patógenos.

En una investigación publicada en Diario de la planta , un equipo dirigido por el profesor Richard Morris del Centro John Innes, Norwich, Profesora Silke Robatzek del Laboratorio Sainsbury, Norwich, y colaboradores de la Universidad de Madrid, desarrolló el primer modelo 3D completo de una celda de guardia.

Usando una simulación 3D, descubrieron que se necesitaban tres ingredientes para que las células de guarda funcionaran de manera eficaz.

Primeramente, el nivel de agua o la presión de turgencia dentro de la celda, en segundo lugar, la elasticidad de la pared celular, en tercer lugar, es la geometría en forma de riñón que convierte la presión en cambios de forma.

El profesor Richard Morris dijo:"Este trabajo podría ayudarnos a comprender cómo hacer que las plantas sean más resistentes al clima".

"Las células de protección también son puntos calientes para el ataque de patógenos, por lo que comprender qué controla la apertura y el cierre de los estomas es importante para mejorar la salud de las plantas".

Trabajo adicional, publicado en Biología actual , involucrando al Centro John Innes, la Universidad de Sheffield y el Laboratorio Sainsbury en Cambridge revelaron otro secreto de la dinámica de las células de guardia.

Usando microscopía de fuerza atómica y modelado por computadora, el equipo notó un endurecimiento inesperado en las regiones terminales de la celda de protección, o postes.

"Este endurecimiento polar refleja una sujeción mecánica de los extremos de la celda protectora que evita que los estomas aumenten de longitud a medida que se abren. Esto conduce a una mayor velocidad de apertura de los poros y poros más grandes. Se obtienen estomas 'mejores'". explica el profesor Jamie Hobbs de la Universidad de Sheffield.

El mismo efecto se observó en la planta modelo Arabidopsis y en el tomate y el maíz, lo que sugiere que está muy extendido entre las especies de plantas.

El profesor Morris dijo que el equipo planea extender su investigación al estudio de los estomas del pasto que tienen una forma diferente y probablemente un mecanismo subyacente diferente.

A pesar de la importancia de las células de guarda y su función, la mecánica subyacente hasta ahora no se ha entendido bien.

Las células de protección cambian de forma en respuesta a la presión de turgencia, la presión del agua dentro de las células. Cuando la presión de turgencia es alta, las células se hinchan, alejándose el uno del otro, abriendo los estomas.

A medida que el agua sale de las células, la presión de turgencia se reduce y las células se vuelven más planas, menos en forma de riñón, que cierra el poro.