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Ciencia

Científicos españoles arrojan luz sobre la desconocida 'menopausia' de las plantas

Aunque suene extraño, algunas plantas sufren una especie de ‘menopausia’. Conocida como parada proliferativa, afecta a vegetales anuales que solo florecen una vez -conocidas como plantas monocárpicas- y, después, mueren. La primera parte, la de la floración, es un proceso muy estudiado: se ha analizado en profundidad cómo influye la luz, los cambios estacionales, la temperatura o la edad de la planta en que surjan las flores. Sin embargo, existe un vacío en la investigación de cómo es su final. Ahora, un grupo de investigadoras del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), publica en la revista ‘Current Biology’ el análisis más completo de este proceso que, de poderse controlar, sería una oportunidad para, por ejemplo, alargar la fase reproductora de cosechas tan importantes como las leguminosas o los cereales.

A pesar de que solo florezcan una vez, las plantas monocárpicas pueden vivir años. De hecho, la floración no resulta por sí misma en la muerte de la planta, si bien es cierto que la producción de frutos y semillas causa cambios que la llevarán a la muerte. Estos cambios son inducidos por las hormonas que desvían los recursos de las raíces y hojas hacia la producción de frutos y semillas.

«Este proceso que podríamos denominar la menopausia vegetal -explica en un comunicado
Cristina Ferrándiz Maestre, investigadora del IBMCP y una de las autoras del estudio- constituye una gran adaptación evolutiva ya que, al no formarse nuevos órganos como flores y frutos, se asegura la redistribución de nutrientes hacia la producción de semillas, permitiendo el desarrollo óptimo de las mismas y perpetuar así la especie», aclara Ferrándiz.

Sin embargo, a pesar de su importancia ecológica y económica, se conoce poco sobre los factores que controlan la parada de la proliferación. Utilizando técnicas de biología molecular y celular, genética y análisis de imágenes a la especie modelo
Arabidopsis thaliana
-una planta herbácea, la primera de la que se obtuvo su genoma completo- para definir con elevada resolución espacio-temporal la secuencia de eventos moleculares y celulares que desencadenan la parada de la proliferación.

Cómo controlar la menopausa vegetal
La investigación tiene dos vertientes. Por un lado se han analizado los cambios que ocurren en el meristemo -tejidos responsables del crecimiento vegetal- antes de la parada proliferativa: cómo y cuándo dejan de dividirse las células, en qué momento empiezan a verse signos del envejecimiento, cuándo desaparece la actividad de las células madre… «Es como hacer un zoom en el meristemo para entender qué fases tienen lugar y qué las caracteriza», afirma Paz Merelo, investigadora del IBMCP que lidera el estudio.

Imagen de una inflorescencia (izquierda), del meristemo en 3D (centro) y, a la derecha, proteínas fluorescentes (verde, rojo y amarillo) en cortes longitudinales del meristemo

IBMCP
«Por otro lado, hemos estudiado unas hormonas vegetales importantes para mantener la proliferación, las citoquininas. Con marcadores fluorescentes que nos permiten seguir su actividad, hemos visto que su actividad se bloquea completamente en el momento de la parada, así que, probablemente, las citoquininas son las desencadenantes de la parada -revela Merelo-. Además, hemos comprobado que, si tratamos los meristemos con citoquininas de forma externa, no paran de producir células madre».

Cosechas más duraderas
Según sus autores, el estudio es pionero porque, por primera vez, se ha visto desde cerca cómo cambian estos tejidos responsables del crecimiento cerca de la ‘menopausia’ vegetal. «Esto nos va a permitir diseñar nuevos experimentos para controlar el periodo de floración y su final, o para identificar más factores implicados en su control», asegura Ferrándiz. La parada de la proliferación es un proceso común en un amplio rango de especies, por lo que los procesos descritos son relevantes para nuevas aproximaciones biotecnológicas encaminadas a incrementar la cosecha en cultivos extendiendo la duración del periodo de floración, o retrasando la parada de la proliferación.

«Como en este estudio se demuestra que las citoquininas evitan la parada de la proliferación y, por tanto, extienden el periodo de producción, las rutas relacionadas con estas hormonas serían dianas prometedoras en programas de mejora -apunta Ferrándiz-. Además, el rendimiento de muchos cultivos depende en gran medida de las condiciones ambientales, por lo que obtener variedades de plantas con una fase reproductiva más extensa, o con una parada de la proliferación tardía, permitiría ajustar la producción frente a cambios climáticos puntuales.

Este artículo ha sido publicado originalmente en este sitio.

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