(Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, 2023)
Las raíces de las plantas tienen su propio termómetro para medir la temperatura del suelo que las rodea y ajustan su crecimiento en consecuencia. A través de extensos experimentos, un equipo dirigido por la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) pudo demostrar que las raíces tienen su propio sistema de respuesta y detección de temperatura.
En un nuevo estudio publicado en The EMBO Journal, los científicos brindan una nueva explicación acerca de cómo las raíces detectan y reaccionan a temperaturas más altas. Los resultados podrían ayudar a desarrollar nuevos enfoques para el fitomejoramiento.
Los investigadores utilizaron cámaras climáticas para investigar cómo reaccionaban Arabidopsis thaliana (organismo vegetal modelo) y los cultivos de col y tomate, al aumento de la temperatura ambiente. El aumento de la temperatura fue de 20 a 28°C (68 a 82.4° Fahrenheit).
«Hasta ahora, se suponía que el brote controlaba el desarrollo de toda la planta y actuaba como un transmisor de larga distancia que le indicaba a la raíz que debía modificar su crecimiento», dice el profesor Marcel Quint del Instituto de Ciencias Agrícolas y Nutricionales en la MLU. Su equipo ahora ha podido refutar esto a través de extensos experimentos en cooperación con investigadores del Instituto Leibniz de Bioquímica Vegetal (IPB), ETH Zurich y el Instituto Max Planck para la Investigación en Fitomejoramiento en Colonia. En un experimento, los científicos cortaron el brote de las plantas, pero permitieron a las raíces seguir creciendo.
«Descubrimos que las raíces no se vieron afectadas por esto y crecieron a temperaturas elevadas de la misma manera que sucedió en las plantas con los brotes intactos. La mayor temperatura estimuló la división celular y las raíces se hicieron significativamente más largas», dice Quint. El equipo también utilizó plantas mutantes cuyos brotes ya no podían detectar y responder a temperaturas más altas. Estos fueron injertados en raíces sin esta carencia. Aquí, también, las raíces fueron capaces de reaccionar al calor del suelo, aun cuando el brote no tuvo ningún efecto.
En todos sus experimentos, los investigadores encontraron que las células de la raíz aumentaron la producción de Auxina (hormona del crecimiento), que luego era transportada a los ápices de las raíces. Ahí, estimuló la división celular y permitió que las raíces se adentraran a mayor profundidad en el suelo. «Como el calor y la sequía generalmente van de la mano, tiene sentido que las plantas aprovechen las capas más profundas y más frescas del suelo, que contienen agua», explica Quint.
Desde hace algún tiempo los científicos entienden cómo reaccionan los brotes de las plantas a temperaturas más altas. Sus células también producen más auxina, pero la parte aérea de la planta reacciona de manera diferente a las raíces. Las células en el brote se estiran, el tallo crece más alto y las hojas se vuelven más angostas y crecen más alejadas.
El estudio también proporciona nuevos conocimientos para el fitomejoramiento. «En vista del cambio climático, el crecimiento de las raíces se está volviendo cada vez más importante para el mejoramiento. Comprender la base molecular del crecimiento de las raíces dependiente de la temperatura podría ayudar a equipar eficazmente a las plantas contra el estrés por sequía y lograr rendimientos estables a largo plazo», dice Quint.
El equipo de Quint continuará su trabajo en este campo de investigación en los próximos años.
Referencias:
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. (10 de Julio de 2023). PHYS ORG. Obtenido de Roots are capable of measuring heat on their own, new study shows: https://phys.org/news/2023-07-roots-capable.html
Quimcasa de México 