El mejor ataque es defender algunas plantas carnívoras.

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Las plantas insectívoras han fascinado a los biólogos durante más de un siglo, pero la forma en que las plantas desarrollaron la capacidad de cazar y consumir presas vivas sigue siendo un misterio. Ahora, los científicos de Salk, junto con colaboradores de la Universidad de Washington en St. Louis, investigaron la base molecular de las plantas carnívoras y encontraron evidencia de que evolucionaron a partir de los mecanismos que las plantas usan para defenderse.

La investigación fue publicada el 11 de julio de 2022 AD procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), que detalla cómo las moléculas de calcio se mueven dinámicamente dentro de las células en las hojas plantas carnívoras Respuesta al tacto de presas vivas. La fluctuación del calcio provoca movimientos de las hojas para capturar presas, probablemente a través de una mayor producción de la hormona defensiva. Los hallazgos amplían la comprensión de los científicos sobre cómo las plantas interactúan con su entorno.

«Si podemos aprender más sobre cómo plantas como estas y otras se han adaptado para responder a sus entornos únicos, tal vez podamos cambiar estos vías moleculares futuro para desarrollar plantas que puedan sobrevivir en condiciones más duras”, dice la coautora principal, la profesora Joanne Khoury, directora del Laboratorio Salk de Biología Molecular y de Células Vegetales e investigadora del Instituto Médico Howard Hughes.

Los científicos de Salk, junto con colaboradores de la Universidad de Washington en St. Louis, investigaron la base molecular de las plantas carnívoras y encontraron evidencia de que evolucionaron a partir de los mecanismos que las plantas usan para defenderse. Crédito: Instituto Salk

Los biólogos llegaron a comprender que las plantas como el rocío de hojas de cuchara (Drosera spatulata) probablemente se adaptaron a los carnívoros para sobrevivir en condiciones de escasez de nutrientes. Sin embargo, el rocío es un desafío para crecer y su ADN no fue secuenciado hasta hace poco, por lo que los científicos han tenido dificultades para examinar cómo funciona la carne a nivel celular. Tampoco estaban seguros de cómo las plantas carnívoras desarrollaban comportamientos asociados con la captura de presas, como los movimientos de las hojas y la secreción de enzimas digestivas.

«Las plantas carnívoras de rocío de sol no son organismos modelo», dice Carl Brocco, coautor del artículo y científico del Laboratorio Salk de Biología Molecular y Celular. «Menos de un puñado de laboratorios en el mundo fueron capaces previamente de modificarlo genéticamente, por lo que hemos tenido que aprender nuevas técnicas para examinarlo más de cerca».

En este estudio, los científicos aplicaron herramientas genéticas para obtener imágenes de los cambios dinámicos de las moléculas de calcio en las hojas cuando la presa del insecto cayó sobre la hoja y fue capturada allí por secreciones pegajosas. En las plantas no carnívoras, la señalización del calcio desempeña muchas funciones vitales que sustentan la vida, como estimular ácido de jazmín Camino de defensa para repeler plagas de insectos no deseados. El ácido de jazmín también responde a la actividad eléctrica, que es un componente crítico de la captura de presas en algunas plantas carnívoras, incluido el rocío. Los científicos querían saber si esta misma vía de defensa de las plantas no carnívoras también podría ser necesaria para el comportamiento carnívoro de la drosera.

El equipo descubrió que se requerían cambios en el calcio dentro de la célula vegetal para activar los genes que normalmente atacan con ácido de jazmín cuando la hoja se dobla hacia adentro, atrapando al insecto en sus jugos digestivos. Los investigadores observaron además que las hojas de la drosera se doblan menos cuando se les dan presas no vivas y cuando sus canales de calcio están obstruidos. Estos resultados demuestran que el calcio ayuda en las respuestas de captura de insectos a las presas y, junto con el trabajo de otros, respalda la idea de que el ácido yasmónico está involucrado en la digestión de los insectos.

«Fue fascinante ver cómo respondían estas plantas a la estimulación mecánica asociada con la presa, como el tacto», dice Evan Radin, coautor y científico investigador de la Universidad de Washington en St. «La capacidad de sentir y responder a las fuerzas mecánicas es algo que la mayoría de la gente no asocia con las plantas, especialmente en una escala de tiempo tan rápida. Nuestro trabajo proporciona una hermosa representación visual de este hecho».

Los resultados muestran que Calcio También está involucrado y probablemente aumenta las respuestas al ácido del jazmín, de manera similar a cómo las plantas no carnívoras responden defensivamente. estimulación mecánica «Esto da más credibilidad a la idea de que comer carne de girasol puede ser una vía de defensa evolucionada», dice Khoury, titular de la Cátedra Howard H y Mary R. Newman en Biología Vegetal.

A continuación, los investigadores aplicarán técnicas genéticas similares para estudiar otros carnívoros. Las plantas Antes era muy difícil comprobarlo. Esperan investigar más a fondo la base molecular de los mecanismos de captura de presas para comprender mejor cómo evolucionaron los carnívoros en especies lejanamente relacionadas y ver si los cultivos podrían beneficiarse de la adaptación de las vías ecológicas y de respuesta de insectos existentes para sobrevivir en entornos desafiantes.

Entre otros autores se encuentra Carlota de Salk. También lo son Ryan Richardson y Elizabeth Haswell de la Universidad de Washington en St. Louis.


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más información:
La señalización dinámica de calcio media la respuesta de alimentación de las plantas carnívoras de rocío de sol, procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (2022). DOI: 10.1073/pnas

Introducción de
Instituto Salk

La frase: El mejor ataque es una gran defensa de algunas plantas carnívoras (11 de julio de 2022) Recuperado el 12 de julio de 2022 de https://phys.org/news/2022-07-offense-great-defense-carnivorous.html

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