Cómo el cambio climático está estresando a las plantas y alterando su crecimiento

Las plantas que habitan la tierra tienen la increíble capacidad de crecer continuamente durante cientos de años, siempre mirando en la dirección del sol, que les proporciona la energía que necesitan para brotar.

La raíz de este crecimiento son los cambios en el medio ambiente, como los cambios en la luz, la temperatura y la humedad. Pero los nuevos estímulos del cambio climático actual están interrumpiendo el crecimiento normal de las plantas.

Como estudiante de doctorado en bioquímica en la Universidad de Quebec en Montreal, estoy interesado en la estructura de las proteínas vegetales y en estudiar la forma en que las plantas se adaptan al estrés ambiental (sequía, frío, escasez) a nivel molecular para seleccionar plantas más resistentes. Variación de la agricultura.

La longevidad incomparable de Pando

este bosque más antiguo de la tierra, conocido como Pando, tiene 80.000 años. Ubicado en Utah, contiene 40,000 árboles de álamo temblón o temblorosos genéticamente idénticos (clones). Las colonias se comunican a través de una única red raíz.

Pando es considerado el ser vivo más antiguo del mundo.Esta colonia se originó 30.000 años antes que el primero Homo sapiens Asentado en EuropaAsí, Pando es testigo de toda la vida humana moderna: China y el Imperio Romano, guerra Mundial y la mayor hazaña de la humanidad.

Aún así, los álamos de la colonia no han crecido de forma ininterrumpida durante 80.000 años.Por un lado, su El desarrollo está orquestado por temporada.Por otro lado, deben controlar su crecimiento evolutivo de acuerdo a sus necesidades y capacidades físicas para hacer frente a agresiones externas. Al interrumpir los estímulos ambientales externos, La actual crisis climática directamente afectar esta regulación normal del crecimiento.

El secreto del crecimiento de las plantas está enterrado en las células.

Las plantas forman nuevos órganos, como hojas, flor o raíz, responda según sea necesario Estímulos externos del entorno.Por ejemplo, cambios en las horas de luz en primavera. desencadenar la floración.

Estos estímulos se dirigen al ADN activando genes específicos que se desarrollan en cada órgano para formar plantas adultas. El ADN es similar a un diccionario genético que contiene códigos para las propiedades físicas de las plantas.Estos genes son palabras móviles que deben leerse para expresar su significado, y información que contienen.

Desde la germinación de semillas hasta la reproducción de flores y la formación de tallos, raíces y hojas, todas las etapas del desarrollo y crecimiento de las plantas se derivan de un solo fenómeno de lectura de genes. Para leer genes, cada palabra requiere un activador específico.Si las condiciones ambientales cambian y favorecen el crecimiento, estos activadores se posicionan a la vanguardia de los genes para la lectura y expresión, dando como resultado Crecimiento específico de órganos codificados por genes..

Las proteínas DELLA determinan el crecimiento

Las plantas no pueden crecer indefinidamente porque aumento de los costos de energíaAdemás, al igual que los animales que hibernan, las plantas dejan de crecer en invierno, hibernar superar esta temporada.Para ello, las plantas utilizan Proteína DELLA.

Estas proteínas solo se encuentran en las plantas y se han mantenido igual a lo largo de la evolución.Están especialmente presentes en Musgo, helechos, coníferas y plantas con floresDELLA se encuentra en el núcleo, lo más cercano al ADN. Se producen constantemente y pueden bloquear los activadores de genes.

Para madurar, las plantas deben destruir DELLA para liberar el activador.las plantas tienen desarrolló un sistema para etiquetar estas proteínas Afectan su destino en la celda de acuerdo a sus necesidades. Para degradar DELLA, las células agregan una pequeña proteína llamada ubiquitina a su superficie. La ubiquitina es como un sello postal que le dice a las células que entreguen los DELLA a un nuevo destino, un «bote de basura celular» donde se degradarán.

La presión climática detiene la degradación de DELLA

Las inundaciones o sequías están aumentando Mundial. porque no se mueven Las plantas no pueden escapar de estos ataques externos.Estos nuevos parámetros ambientales estresan las plantas silvestres y los cultivos al interrumpir su crecimientolo que significa que deben conservar energía para sobrevivir en lugar de crecer, y no pueden degradar las proteínas DELLA.

Esto requirió marcar la proteína DELLA de otra manera, a través de su prima ubiquitina, que los científicos llamaron SUMO. SUMO reemplaza a la ubiquitina y actúa como un salvavidas para que no se degrade.

De hecho, el etiquetado SUMO se realiza exactamente en el mismo lugar donde se debe agregar la ubiquitina. La presencia de SUMO ya no permite añadir ubiquitina, lo que permite a las plantas Sobrevivir en climas duros evento.

En la crisis climática actual, es importante investigar y comprender este mecanismo de crecimiento de las plantas para mantener los cultivos sostenibles. Los investigadores están trabajando activamente para aislar o seleccionar plantas que activen rápidamente SUMO para crecer en condiciones ambientales adversas.