¿Cómo saben las plantas que llegó la primavera?
Los investigadores eligieron para su estudio a Arabidopsis thaliana, la primera planta cuyo genoma fue secuenciado.
Científicos en el Reino Unido identificaron el gen que desencadena el proceso de florecimiento en las plantas cuando aumenta la temperatura.
"Sabemos desde hace siglos que cuando aumenta la temperatura las plantas florecen. La pregunta es cómo logran controlar este proceso con tal precision", explicó Philip Wigge, del centro internacional de investigaciones en botánica y microbiología John Innes, en Norwich, Inglaterra.
Y la respuesta parece estar vinculada, al menos en parte, al gen PIF4, que dispara el florecimiento sólo cuando se dan ciertas condiciones de temperatura.
"Encontramos que el gen está presente, por ejemplo, en álamos, así como en trigo, maíz y arroz. La mayoría de los cultivos principales parece tener este gen", dijo a BBC Mundo el Dr. Wigge.
El descubrimiento puede ser clave para la adaptación al cambio climático, ya que podría contribuir a desarrollar cultivos con mayor resiliencia a los aumentos de temperatura.
Existen dos mecanismos que permiten a las plantas responder a la llegada de la primavera: captar cambios en las horas de luz y detectar variaciones en la temperatura.
"Nuestro descubrimiento tiene que ver con el segundo mecanismo. El gen parece estar activo todo el tiempo, pero cuando aumenta la temperatura algo sucede que torna más intensa la actividad de las proteínas involucradas", explicó el Dr. Wigge a BBC Mundo.
Los científicos eligieron para su estudio a una pequeña planta denominada Arabidopsis thaliana, que es nativa de Europa, Asia y el norte de África.
Es la primera planta cuyo genoma fue descifrado y según Wigge es una "herramienta de extraordinario valor" para la biología molecular.
Fuera de sincronización
El estudio permite entender cómo responden las plantas al aumento de temperatura.
Las plantas parecen usar una combinación de los dos mecanismos disparadores, la respuesta a la luz y la sensibilidad a los cambios de temperatura.
"Un estudio anterior en Estados Unidos mostró que las plantas que utilizan cambios de temperatura para controlar su florecimiento están desplazando a las otras", señaló Wigge.
"En los últimos 100 años, muchas plantas que usaban solamente la duración de las horas de luz para iniciar el florecimiento han desaparecido de algunos hábitats".
"Al mismo tiempo, las plantas que utilizan el mecanismo de la temperatura han aumentado su ámbito de distribución y son mucho más comunes".
Otros estudios han demostrado que las plantas están floreciendo antes y por lo tanto produciendo fruta más temprano que en el pasado.
Esas modificaciones, vinculadas al cambio climático, pueden afectar seriamente las relaciones simbióticas en los ecosistemas, como por ejemplo, la existente entre las plantas y los insectos o aves polinizadoras.
Cultivos más resistentes
Cada aumento de un grado en la temperatura lleva a una caída de 10% en el rendimiento, según un estudio.
"Sabemos desde hace algún tiempo que las plantas están respondiendo en formas diferentes a los cambios en el clima. Al comprender mejor los mecanismos involucrados, podremos predecir qué sucederá con ecosistemas en el futuro", señaló el Dr. Wigge.
El descubrimiento del gen PIF4 también puede ayudar a obtener cultivos mejor adaptados al cambio climático.
"Se estima que por cada aumento de un grado centígrado en la temperatura, el rendimiento de muchos cultivos caerá cerca de un 10%. Varios cultivos ya se encuentran cerca del límite de su rango óptimo de temperatura", explicó el científico del centro John Innes.
"Es de enorme interés para nuestro laboratorio poder aplicar estas investigaciones a cultivos y ya hemos comenzado a hacerlo".
Una de las preguntas clave, según el Dr. Wigge, es por qué el rendimiento de las cosechas baja tanto con el aumento en la temperatura. La otra es si será posible desarrollar cultivos con resiliencia al cambio climático.
"Si logramos comprender cuáles son las moléculas involucradas, podremos obtener cultivos menos sensibles al incremento de temperatura y por lo tanto más resistentes al cambio climático"
Philip Wigge, Centro John Innes
El rendimiento baja, por ejemplo, porque el aumento en la temperatura afecta el proceso de llenado del grano, la parte comestible de la planta.
"Si logramos comprender cuáles son las moléculas involucradas, podremos producir plantas modificadas a través de técnicas tradicionales o ingeniería genética para que cambie su respuesta al aumento de temperatura".
“Esto significa que podremos obtener cultivos menos sensibles al incremento de temperatura y por lo tanto más resistentes".
El estudio fue publicado en la revista Nature.
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