Un equipo de investigación internacional ha descubierto una vía bioquímica que es responsable del desarrollo de las cutículas de musgo. Estas capas cerosas de células epidérmicas son la capa externa de las plantas y las protegen de la pérdida de agua. Los biólogos descubrieron este mecanismo que facilitó la transición evolutivade plantas desde agua dulce hasta tierra en el musgo Physcomitrella patens . El equipo fue dirigido por el profesor Ralf Reski de la Universidad de Friburgo / Alemania y el doctor Danièle Werck-Reichhart del Instituto Nacional de Investigación Científica CNRS del Centro Nacional de la Investigación Molecular de Plantas IBMP en Estrasburgo / Francia y publicó suresultados en el diario Comunicaciones de la naturaleza .
Las cutículas de plantas surgieron hace más de 450 millones de años cuando las primeras plantas colonizaron las masas de tierra hasta ahora hostiles. Debido a que las cutículas cerosas protegen contra la pérdida de agua, permitieron la propagación de plantas en la tierra y la posterior evolución de nuestros complejos ecosistemas.Las plantas de semillas que evolucionaron más tarde usan reacciones químicas similares para formar los biopolímeros lignina, cutina y suberina. Especialmente la lignificación de las paredes celulares contribuye a la producción de madera y ayuda a los árboles a crecer varios metros de altura. Por el contrario, los musgos no contienen lignina y son pequeñosNo se sabía qué vía bioquímica contribuye a la capa protectora de las células de musgo.
Los investigadores ahora encontraron que la enzima CYP98 de la familia de los citocromos P450 juega un papel crucial: si bien inicia la producción de lignina en las plantas de semillas, es responsable del desarrollo de una cutícula enriquecida con fenol Physcomitrella . Cuando desactivaron el gen que es responsable de la síntesis de esta enzima, el musgo se desarrolló sin cutículas. Como resultado, estas plantas de musgo no estaban protegidas contra el medio ambiente y, además, no podían formar tejidos complejos: ellos órganos en desarrollo se fusionaron y su desarrollo posterior se detuvo. Los investigadores pudieron compensar este defecto genético alimentando a las plantas con ácido cafeico, que identificaron como el componente principal del metabolismo fenólico del musgo. Los biólogos concluyen que la cutícula del musgo fue anterior a la evolución de la lignina, cutina y suberina y, por lo tanto, pueden originarse del último ancestro común de musgos y plantas de semillas: las plantas prehistóricas que dejaron el agua dulce para morar en las rocas y, por lo tanto, sentaron las bases para el desarrollo de todos los ecosistemas actuales en el continente.
"Nuestros resultados revelan una de las primeras innovaciones evolutivas que ayudaron a las primeras plantas a sobrevivir en la tierra hace más de 450 millones de años", explica Reski. "Además, sugiere nuevas estrategias de biotecnología para diseñar biopolímeros en plantas más allá de la conocida producción de ligninade árboles "
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Materiales proporcionado por Universidad de Friburgo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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