La flor de arbusto de primavera tiene propiedades que la hacen actuar como una planta común en los experimentos. Crédito:Shutterstock, NTB
Todas las formas de vida tienen que adaptarse al entorno en el que viven. Un clima cálido puede conducir a sequías más frecuentes. Esto puede afectar la diversidad biológica de la Tierra.
El clima también afecta la agricultura y todas las plantas de las que dependemos para alimentarnos.
Por lo tanto, saber más sobre cómo las plantas se adaptan a la sequía es importante para la agricultura y para el resto de nosotros. Los investigadores están en el caso en NTNU y otras instituciones. Los resultados pueden ayudarnos a cultivar plantas que resistan mejor la sequía.
Dos factores afectan la adaptación
"Dos factores clave influyen en la capacidad de las plantas para resistir el estrés por sequía", dice Thorsten Hamann, profesor del Departamento de Biología de la NTNU.
Las paredes celulares rígidas que rodean las células vegetales les dan soporte estructural y reducen la pérdida de agua cuando las plantas están expuestas a la sequía. El segundo factor es el ácido abscísico, una hormona que regula la adaptación a la sequía en todas las plantas terrestres.
"Aunque las paredes celulares de las plantas y el ácido abscísico son esenciales para la vida de las plantas, sabemos muy poco sobre los procesos que activan la producción de ácido abscísico y regulan la rigidez de la pared celular", dice Hamann.
Pero el planeta parece estar cambiando y es importante adelantarse a la curva del aumento de las temperaturas.
Tecnología emergente aplicada
Hamann se encuentra actualmente en una residencia de investigación en UCLA en California. Su grupo de investigación examinó dos plantas modelo, berro thale (Arabidopsis thaliana) y guisantes comunes de jardín (Pisum sativum).
Las plantas modelo son especies de plantas que, por diversas razones, se usan comúnmente en experimentos y, por lo tanto, pueden producir resultados comparables entre diferentes proyectos de investigación. Otra razón importante para su uso es que las células de las plantas modelo pasan por un ciclo de vida completo en solo nueve semanas, lo que permite un cambio rápido para completar los experimentos con ellas.
La ilustración muestra cómo las plantas se adaptan a la sequía. La hormona THE1 ayuda a mantener intactas las paredes celulares. La sequía puede dañar las paredes, y el grupo de investigación descubrió que THE1 regula los diversos mecanismos de defensa desencadenados por la sequía. Los investigadores pudieron manipular estos mecanismos, identificar plantas existentes naturalmente donde el mecanismo regulador es particularmente activo y generar nuevas variedades de cultivos que pueden hacer frente mejor a los cambios. Crédito:NTNU
Los investigadores adaptaron la espectroscopía de Brillouin para sus experimentos, una técnica de microscopía comúnmente utilizada en tecnología de materiales, pero que pudieron adaptar a su propósito.
"Usamos esta técnica para investigar las pequeñas fluctuaciones dentro de las células vegetales que influyen en la rigidez de la pared celular y los procesos que la regulan", dice Hamann.
El grupo de investigación también llegó a resultados lo suficientemente sorprendentes como para haber sido publicados en las Proceedings of the National Academy of Sciences. (PNAS ) Diario.
Podrían ser buenas noticias para la agricultura
"Identificamos un componente molecular, que es necesario para modular no solo la rigidez de la pared celular, sino también la producción de ácido abscísico", dice Hamann.
Este componente molecular se llama THE1 o Theseus1. Originalmente, se encontró en el berro thale, una de las especies que el grupo de investigación también investigó esta vez.
Llegaron a resultados aún más interesantes al combinar varios hallazgos de estudios sobre biología celular y los procesos químicos detrás del metabolismo de las plantas.
"Descubrimos que las paredes celulares intactas son absolutamente necesarias para producir ácido abscísico en las plantas que examinamos", dice Hamann.
Sin paredes celulares completas, la capacidad de adaptación de las plantas no funciona. Es importante saber esto.
"Estos hallazgos brindan nuevos conocimientos sobre los mecanismos de los procesos responsables de la adaptación de las plantas a un entorno cambiante y a la sequía", dice Hamann.
También podrían ser buenas noticias para la agricultura si nos ayudan a cultivar plantas que resistan mejor la sequía.
Aumentar nuestro conocimiento "nos permite mejorar mejor los rendimientos de los cultivos utilizando enfoques basados en el conocimiento", dice Hamann.
