Algunas plantas se comportan como el mítico monstruo Hydra:les cortan la cabeza y vuelven a crecer, más grande y mejor que antes. Un nuevo estudio encuentra que estos "sobrecompensadores, "como se les llama, también aumentan su química defensiva (piense en el veneno de las plantas) cuando se cortan.

El recorte quita el tallo primario y simula lo que hacen los mamíferos ramoneadores cuando comen plantas en la naturaleza.

El estudio, reportado en la revista Ecología , es el primero en encontrar este vínculo y rastrearlo hasta tres vías moleculares interconectadas. El descubrimiento podría conducir al desarrollo de nuevos métodos para impulsar el crecimiento de las plantas y reducir la necesidad de insecticidas. dijeron los investigadores.

"Uno pensaría que una planta produciría una gran cantidad de sustancias químicas defensivas para evitar que se la comiera o que pondría su energía en volver a crecer después de ser comida, pero no ambas cosas. dada su energía limitada, "dijo el estudiante de posgrado Miles Mesa, quien dirigió la investigación con el profesor de biología animal de la Universidad de Illinois Ken Paige /. "Pero descubrimos que las plantas que compensaron en exceso, con mayor éxito reproductivo después de haber sido dañadas, también produjeron más sustancias químicas defensivas en sus tejidos".

Aproximadamente el 90 por ciento de las plantas con flores herbáceas participan en un proceso llamado endorreduplicación:duplicar todo el material genético en sus células sin división celular. dijeron los investigadores. Este proceso aumenta el tamaño de la celda, permitiendo que las plantas se recuperen rápidamente del daño.

Cada ronda de endorreduplicación duplica la producción de una célula. Tener el doble de genes activos significa que la célula puede bombear más proteínas necesarias para realizar tareas celulares.

Algunas plantas multiplican sus genomas una y otra vez en respuesta a las búsquedas. Un ejemplo es Scarlet Gilia, una planta de flores rojas que crece en el oeste de América del Norte y es frecuentada por alces y ciervos bura. Paige está estudiando sus respuestas al ser comido.

"Estamos viendo aumentos de dos y tres veces en el rendimiento después de que se ha cortado, en la misma temporada, " él dijo.

Paige descubrió la sobrecompensación e informó sobre ella en 1987, pero dijo que casi ninguno de sus compañeros en biología vegetal lo creía. La idea de que la exploración puede aumentar el éxito reproductivo de algunas plantas es contradictoria, Dijo Paige. La comunidad investigadora tardó más de una década en aceptar la ciencia; incluso hoy, casi nadie más en biología vegetal estudia la biología molecular de la sobrecompensación.

El nuevo estudio se centró en Arabidopsis thaliana, un miembro de la familia de la mostaza que se utiliza a menudo en la investigación. Paige y sus colegas ya habían identificado la vía molecular que promueve la endorreduplicación en esta planta, junto con un importante regulador de la vía de endorreduplicación, una molécula llamada ILP1.

Los investigadores descubrieron que al aumentar la expresión del gen ILP1, podrían aumentar la endorreduplicación en variedades genéticas de A. thaliana que normalmente no compensan en exceso. Esto condujo a una mayor producción de semillas en las plantas alteradas y a una mayor expresión de compuestos defensivos en los tejidos vegetales. dijeron los investigadores.

Esto es posible porque la vía molecular que induce la endorreduplicación también se alimenta de otras dos vías:la vía oxidativa de las pentosas fosfato, para el metabolismo primario, y el camino shikimate, que aumenta las defensas químicas de las plantas, Dijo Paige.

"Hay un ciclo de retroalimentación positiva, ", dijo." Cuando aumenta la cantidad de cromosomas mediante endorreduplicación, aumenta la expresión génica, lo que aumenta la capacidad de la planta para producir compuestos y nucleótidos más defensivos para que la producción de ADN vuelva a endorreduplicarse ".

Los nuevos hallazgos pueden conducir a avances en los rendimientos agrícolas y reducciones en el uso de plaguicidas. Dijo Paige.