Cómo toman forma las hojas
Cuando una semilla germina, las primeras hojas son jóvenes y estas presentan formas diferentes a la de sus sucesores adultos. Este fenómeno se denomina heteroblastia. El control genético y ambiental de la heteroblastia es extremadamente importante, ya que la forma y la posición de una hoja dictamina cómo de eficaz es dicha hoja en la producción de carbohidratos. Los socios del proyecto financiado por la Unión Europea «Heteroblasty modelling: The timetable of ontogeny in Arabidopsis leaves» (HEMOTIONAL) han determinado con éxito el control genético y químico tanto de la forma como del tamaño de las hojas. Para ello, se compararon modelos de desarrollo de la primera hoja con el modelo de desarrollo de la sexta hoja en la planta modelo Arabidopsis. Cuando un único elemento químico determina la dirección del crecimiento, el cambio de la forma de la hoja es consecuencia de deformaciones reales en los tejidos. Por el contrario, el patrón de desarrollo de los tejidos y de las posiciones de tipos de células concretas está controlado por una red de moléculas denominadas morfógenos. Utilizando Arabidopsis, el consorcio obtuvo datos que apoyan la teoría de que el crecimiento se desacelera en toda la hoja a través de un único inhibidor global del crecimiento, que aumenta con el tiempo. Los investigadores también desarrollaron un programa informático para estudiar tanto el crecimiento como la división celular. Los datos no muestran una relación causal directa entre la tasa de división celular y el crecimiento, pero sí sugieren que ambos procesos están controlados por el mismo conjunto de morfógenos. Los socios del proyecto HEMOTIONAL también estudiaron cómo los genes implicados en la heteroblastia son capaces de controlar el crecimiento. Para ello, se configuró un sistema de microscopía confocal de lapso de tiempo empleando moléculas fluorescentes, que marcan los contornos celulares o, de hecho, cualquier gen de interés, que se ilumina después de la inducción por choque térmico. La instalación está aún siendo probada y validada. Los investigadores también observaron los efectos de cambios en las condiciones ambientales, ya que las Arabidopis que crecen en agar son mucho más pequeñas que las que crecen en suelo. Es más, las plantas que crecieron en agar mostraron heteroblastia reducida. Transfiriendo de agar a suelo plantas en diferentes estados de desarrollo, se demostró que las variaciones heteroblasticas en el cambio de las hojas se fijan en una etapa muy temprana del desarrollo de las hojas. Sin embargo, el tamaño de la hoja está afectado por cambios ambientales. Los resultados del proyecto HEMOTIONAL ofrecen una oportunidad única para abordar el reto mundial de la seguridad alimentaria; es más, el desarrollo y crecimiento de las hojas son áreas importantes para hacer frente a la escasez mundial de alimentos. Esta plataforma de información también puede ser utilizada para predecir los efectos atenuantes del crecimiento de la plantas sobre el cambio climático.
Palabras clave
Hoja jóven, hoja adulta, crecimiento, forma, morfógeno, Arabidopsis, seguridad alimentaria, cambio climático
