Las plantas parecen romper las leyes de la bioquímica al tomar “decisiones secretas”

Biología

Los investigadores acaban de descubrir un proceso previamente desconocido que da sentido a las ‘decisiones secretas’ que toman las plantas cuando liberan carbono a la atmósfera.

“Descubrimos que las plantas controlan su respiración de una manera que no esperábamos, controlan la cantidad de carbono de la fotosíntesis que conservan para generar biomasa mediante el uso de un canal metabólico”, dijo a ScienceAlert el bioquímico de plantas de la Universidad de Australia Occidental, Harvey Millar.

“Esto sucede justo antes de que decidan quemar un compuesto llamado piruvato para producir y liberar CO2 a la atmósfera”.

Si recuerdas la biología de la escuela secundaria, quizás recuerdes que durante la fotosíntesis, las plantas producen azúcar o sacarosa. La planta normalmente produce un exceso de sacarosa, algunos se almacenan, otros se degradan. Esto se llama el ciclo del ácido cítrico (o ácido tricarboxílico), y es igualmente importante para la vida.

Como parte de este ciclo, la sacarosa, que tiene doce átomos de carbono, se descompone en glucosa con seis carbonos. Luego, la glucosa se descompone en piruvato, que tiene tres carbonos. El uso de piruvato como energía produce carbono como producto de desecho, por lo que es en este punto donde se toma la “decisión” en la planta.

“El piruvato es el último punto para tomar una decisión”, dijo Millar a ScienceAlert.

“Puedes quemarlo y liberar CO2, o puedes usarlo para generar fosfolípidos, aceites vegetales almacenados, aminoácidos y otras cosas que necesitas para hacer biomasa”.

El descubrimiento se produjo mientras trabajaba en un organismo modelo de planta clásico llamado berro de thale (Arabidopsis thaliana). Los investigadores, dirigidos por el científico molecular de plantas de la Universidad de Australia Occidental Xuyen Le, etiquetaron el piruvato con C13 (un isótopo de carbono) para rastrear dónde se desplazaba durante el ciclo del ácido cítrico y descubrieron que el piruvato de diferentes fuentes se usaba de manera diferente. Esto significa que la planta puede realmente rastrear la fuente del piruvato y actuar en consecuencia, eligiendo liberarlo o conservarlo para otros fines.

“Descubrimos que un transportador en las mitocondrias dirige el piruvato a la respiración para liberar CO2, pero las células vegetales conservan el piruvato producido de otras maneras para generar biomasa; si el transportador está bloqueado, las plantas usan el piruvato de otras vías para la respiración”, dijo Le.

“El piruvato importado era la fuente preferida para la producción de citrato”.

Esta capacidad de tomar decisiones, sugiere el equipo, rompe las reglas normales de la bioquímica, donde típicamente, cada reacción es una competencia y los procesos no controlan hacia dónde va el producto.

“La canalización metabólica rompe estas reglas al revelar reacciones que no se comportan así, pero son decisiones establecidas en procesos metabólicos que están protegidos de otras reacciones”, dice Millar.

“Este no es el primer canal metabólico que se encuentra, pero son relativamente raros, y esta es la primera evidencia de uno que gobierna este proceso en la respiración”.

Aunque las plantas son maravillosas reservas de CO2 (solo los bosques almacenan alrededor de 400 gigatoneladas de carbono), no todas las moléculas de CO2 que absorben las plantas se conservan. Alrededor de la mitad del dióxido de carbono que absorben las plantas se libera a la atmósfera. Ser capaz de hacer que las plantas almacenen un poco más de dióxido de carbono en este proceso podría ser una forma fascinante de ayudar a nuestros problemas con el cambio climático.

“A medida que consideramos la construcción y el cultivo de plantas para el futuro, no solo deberíamos pensar en cómo pueden ser buenos alimentos para nuestra salud, sino también si pueden ser buenos almacenes de carbono para la salud de la atmósfera de los cuales dependamos todos”, dijo Millar a Science Alert.

Tal preparación para el futuro aún está por llegar, ya que los investigadores acaban de descubrir este proceso bioquímico. Pero si podemos secuestrar la forma en que las plantas toman decisiones sobre el almacenamiento de carbono, podría ser una pieza del rompecabezas más grande de mitigación del cambio climático.

La investigación ha sido publicada en Nature Plants.

Fuente: Live Science.

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