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» » » La reproducción sexual de las plantas: Su comunicación es similar a como lo hacen las células del cerebro

Un equipo de investigadores del Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC), Portugal, han descubierto que el polen, el órgano que contiene los gametos de la planta masculina, se comunica con el pistilo, la parte femenina, usando un mecanismo, observado comúnmente, en el sistema nervioso de los animales. El estudio no sólo revela un nuevo mecanismo que subyace a la reproducción de las plantas, sino que abre una nueva y emocionante ruta en el estudio de cómo se conserva la comunicación intercelular entre animales y plantas. La investigación se publicará en Science Express, de la revista Science.


Durante muchos años el biólogo ha estado observando las oscilaciones periódicas en varios parámetros que controlan el crecimiento de los tubos polínicos, como el pH (la concentración de iones de protón) y de los iones de calcio, pero seguían permanecido esquivos los canales moleculares que controlan estas oscilaciones y su producción fisiológica. Dirigido por José Feijó, jefe del grupo en el CIG y profesor de la Universidad de Lisboa, este equipo internacional ha descubierto ahora que, los canales parecidos a los receptores de glutamato (GLR) posibilitan las oscilaciones de los iones de calcio en los tubos polínicos del tabaco y la mala hierba Arabidopsis, y además, que estos canales son abiertos, entre otros componentes, por un aminoácido poco común, la serina D (D-Ser). Tanto la D-Ser como el GLR son actores clave moleculares en la comunicación célula a célula del sistema nervioso central de un animal, a varios niveles: desempeñan un papel central en la memoria y en los procesos de aprendizaje en el cerebro, y están implicados en una amplia gama de enfermedades neurodegenerativas, como la esclerosis múltiple, Alzheimer, enfermedad de Huntington y otras. Y ahora, curiosamente, vemos que juegan su papel en la reproducción de las plantas.

En los laboratorios del IGC, el equipo utilizó una extensa combinación genética, farmacológica y de técnicas electrofisiológicas, para revelar el papel que desempeñan los genes similares de receptores de glutamato (GLR) y la serina D en los granos de polen, y también sus efectos fisiológicos en la reproducción de las plantas. En las pruebas de GLR y los canales de calcio, el equipo pudo resolver dos enigmas de hace tiempo en la biología vegetal: la naturaleza molecular de los canales de calcio en la membrana externa de las células vegetales, una cuestión central en la fisiología de las plantas, no descubierta en más de 20 años, y en cuanto a las funciones de los genes GLR en las plantas, un hecho que ha desconcertado a los biólogos desde que el primer modelo genómico de la planta Arabidopsis fue secuenciado.

La reproducción de las plantas es un proceso complejo y altamente coordinado. Los granos de polen, que contienen los gametos masculinos (espermatozoides) de las plantas, son llevados desde el órgano masculino de la flor (los estambres) al órgano femenino (pistilo). Ahí, el polen germina y crece un tubo de polen, que se extiende y se dirige al ovario, donde se libera el esperma. El fusión del esperma con los óvulos da lugar a un embrión que forma parte de la semilla.

En este estudio, los investigadores demostraron que los daños de las funciones GLR en los gametos masculinos conduce a la esterilidad masculina parcial: la planta produce un menor número de semillas y los tubos de polen son anormales. Además, la serina D activa los GLR en las puntas de los tubos polínicos, permitiendo que los iones de calcio lleguen al tubo. Y han llevado su investigación un paso más allá, demostrando que la serina D es producida en los órganos sexuales femeninos, y que la ausencia de serina D en estos órganos, también conduce a tubos de polen deformes. En conjunto, estos hallazgos sugieren que la serina D, producida en los órganos sexuales femeninos, desempeña un papel de guía de los tubos polínicos hasta su destino final.

José Feijó declaraba que, "los tubos de polen son un modelo de sistema para el crecimiento celular, un proceso común en la división de la levadura, en los hongos filamentosos, en las raíces de las plantas y en las células nerviosas. Nuestros resultados, implican la analogía de genes en los procesos de crecimiento de las plantas y de los animales, y pone de relieve cómo la evolución re-utiliza los mecanismos de mayor éxito una y otra vez. Pensamos que nuestra investigación, realizada en la Arabidopsis y el tabaco, abre ahora las puertas para un estudio de los procesos de comunicación célula a célula a través de las especies de plantas y animales ".

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Editor del blog Pedro Donaire

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