Algunhas plantas poden sobrevivir meses sen auga, só para volverse verdes despois dunha breve chuvia. Un estudo recente das Universidades de Bonn e Michigan mostra que isto non se debe a un "xene milagre". Pola contra, esta capacidade é consecuencia de toda unha rede de xenes, case todos os cales tamén están presentes en variedades máis vulnerables. Os resultados xa apareceron en liña en O Xornal de plantas.
No seu estudo, os investigadores analizaron de cerca unha especie que foi estudada durante moito tempo na Universidade de Bonn: a planta de resurrección Craterostigma plantagineum. Leva o seu nome con toda razón: en tempos de seca, pódese pensar que está morto. Pero aínda despois de meses de seca, un pouco de auga é suficiente para revivir. "No noso instituto, levamos moitos anos estudando como fai isto a planta", explica a profesora doutora Dorothea Bartels do Instituto de Fisioloxía Molecular e Biotecnoloxía das Plantas (IMBIO) da Universidade de Bonn.
Os seus intereses inclúen xenes que son responsables da tolerancia á seca. Cada vez estaba máis claro que esta capacidade non é o resultado dun só "xene milagre". Pola contra, están implicados moitos xenes, a maioría dos cales tamén se atopan en especies que non se enfrontan tan ben á seca.
A planta ten oito copias de cada cromosoma
No estudo actual, o equipo de Bartel, xunto con investigadores da Universidade de Michigan (Estados Unidos), analizou o xenoma completo de Craterostigma plantagineum. E isto está construído bastante complexo: mentres que a maioría dos animais teñen dúas copias de cada cromosoma, unha da nai e outra do pai, o craterostigma ten oito. A tal xenoma "oito veces" tamén se chama octoploide. Os humanos, pola contra, somos diploides.
“Tal multiplicación da información xenética pódese observar en moitos plantas que evolucionaron baixo condicións extremas", di Bartels. Pero por que é iso? Unha razón probable: se un xene está presente en oito copias en lugar de dúas, en principio pódese ler catro veces máis rápido. Polo tanto, un xenoma octoploide pode permitir que se produzan moi rapidamente grandes cantidades dunha proteína necesaria. Esta capacidade tamén parece ser importante para o desenvolvemento de tolerancia á seca.
En Craterostigma, algúns xenes asociados cunha maior tolerancia á seca replícanse aínda máis. Estes inclúen os chamados ELIP, o acrónimo significa "proteínas inducibles á luz temperá", xa que se acenden rapidamente pola luz e protexen contra o estrés oxidativo. Aparecen en gran número de exemplares en todas as especies tolerantes á seca.
"O craterostigma ten preto de 200 xenes ELIP que son case idénticos e están situados en grandes grupos de dez ou vinte copias en diferentes cromosomas", explica Bartels. Polo tanto, as plantas tolerantes á seca poden aproveitar unha extensa rede de xenes que poden regular rapidamente en caso de seca.
As especies sensibles á seca adoitan ter os mesmos xenes, aínda que en menor número de copias. Isto tampouco é sorprendente: as sementes e o pole da maioría das plantas aínda poden xerminar despois de longos períodos sen auga. Así que tamén contan cun programa xenético para protexerse da seca. "Non obstante, este programa normalmente apágase durante a xerminación e non se pode reactivar despois", explica o botánico. "En plantas de resurrección, en cambio, permanece activo".
A maioría das especies "poden tolerar" a seca
A tolerancia á seca, entón, é algo que a gran maioría das plantas "poden facer". Os xenes que confiren esta capacidade probablemente xurdiron moi cedo no curso da evolución. Porén, estas redes son máis eficientes en especies tolerantes á seca e, ademais, non están activas só en determinadas etapas do ciclo vital.
Dito isto, tampouco todas as células de Craterostigma plantagineum teñen o mesmo "programa de seca". Así o demostraron investigadores da Universidade de Düsseldorf, que tamén participaron no estudo. Por exemplo, diferentes xenes da rede de seca están activos nas raíces durante a desecación que nas follas. Este achado non é inesperado: as follas, por exemplo, deben protexerse dos efectos nocivos do sol. Nisto axudan os ELIP, por exemplo. Cunha humidade suficiente, a planta forma pigmentos fotosintéticos que absorben polo menos parcialmente a radiación. Esta protección natural falla en gran medida durante a seca. As raíces, en cambio, non teñen que preocuparse polas queimaduras solares.
O estudo mellora a comprensión de por que algúns especies sofre tan pouco a seca. Polo tanto, a longo prazo, podería contribuír á mellora de cultivos como o trigo ou o millo seca. En tempos de cambio climático, é probable que estes teñan unha maior demanda que nunca no futuro.