Tendencias21
Las semillas de las plantas heredan los recuerdos de sus madres

Las semillas de las plantas heredan los recuerdos de sus madres

Las semillas de las plantas heredan los recuerdos de su madre sobre la temperatura ambiente para elegir el mejor momento de la germinación y favorecer la dispersión de la especie.

Las semillas de las plantas heredan los recuerdos de sus madres

Las semillas permanecen en un estado de latencia, un bloqueo temporal de su crecimiento, siempre que las condiciones ambientales no sean ideales para germinar. La profundidad de este sueño, que está influenciado por varios factores, se hereda de sus madres, han descubierto investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE).

La latencia se implementa durante el desarrollo de semillas en la planta madre. Esta propiedad permite que las semillas germinen durante la buena temporada, para evitar que todas las crías de una planta crezcan en el mismo lugar y compitan por recursos limitados, y promueve la dispersión de las plantas. Las semillas también pierden su latencia en diferentes momentos.

En un artículo publicado en la revista eLife, los investigadores suizos revelan cómo se transmite esta impresión materna gracias a pequeños fragmentos del llamado ARN «interferente», que inactiva ciertos genes.

Los biólogos también revelan que un mecanismo similar permite transmitir otra huella, la de las temperaturas presentes durante el desarrollo de la semilla: cuanto más baja es esta temperatura, más alto es el nivel de latencia de la semilla.

Este mecanismo permite a la semilla optimizar el momento de germinación. Luego, la información se borra en el embrión brotado, para que la próxima generación pueda almacenar nuevos datos sobre su entorno.

«Las subespecies de la misma planta pueden tener diferentes niveles de latencia dependiendo de las latitudes en las que se producen, y queríamos entender por qué», explica Luis López-Molina, profesor del Departamento de Botánica y Biología Vegetal de la Facultad de Medicina de la UNIGE, en un comunicado.

El gen paterno es silenciado

Como todos los organismos con reproducción sexual, la semilla recibe dos versiones de cada gen, un alelo materno y un alelo paterno, que pueden tener diferentes niveles de expresión. Un alelo es cada una de las dos o más versiones de un gen.

Los biólogos de UNIGE ya habían demostrado en 2016 que los niveles de latencia de Arabidopsis thaliana, una especie de planta crucífera nativa de Europa, Asia, y el noroeste de África y organismo modelo utilizado en el laboratorio, se heredan de la madre.

De hecho, en la semilla de esta planta, el nivel de expresión de un gen regulador latente llamado alantoinasa (ALN ) es el mismo que el del alelo materno. Esto implica que es el alelo materno de la ALN el que se expresa principalmente, en detrimento del alelo paterno.

En el estudio actual, los investigadores demuestran que esta huella materna se transmite por un mecanismo epigenético (ajeno a la secuencia de ADN), que influye en la expresión de ciertos genes sin modificar su secuencia. El alelo paterno de la ALN está «silenciado» por cambios bioquímicos llamados metilaciones, que se realizan en la región promotora del gen para inactivarlo.

«Estas metilaciones son en sí mismas el resultado de un proceso que involucra diferentes complejos de enzimas y factores, así como los pequeños fragmentos de ARN» interferentes. Este es un ejemplo sin precedentes de impronta genómica, porque se realiza en ausencia de la enzima que generalmente es responsable de la metilación», añade Mayumi Iwasaki, investigadora del grupo de Ginebra y primera autora del artículo.

La huella del pasado frío

Las condiciones ambientales presentes durante la formación de la semilla también dejan su marca, ya que su nivel de latencia aumenta con la disminución de las temperaturas. «Encontramos que en este caso, ambos alelos del gen ALN están fuertemente reprimidos en la semilla. Esto se debe a un mecanismo epigenético similar, si bien no todos los actores son idénticos a los que operan para reducir el alelo paterno al silencio», añade Luis López-Molina.

Esta impresión en frío permite que la semilla retenga información sobre temperaturas pasadas para incluirla en la elección del tiempo óptimo de germinación. Después de la germinación, el gen ALN se reactiva nuevamente en el embrión. La memoria fría se borrará, lo que permitirá reiniciar los contadores para la próxima generación.

«Estudiar cómo los factores maternos y ambientales causan el despertar de semillas latentes es de crucial importancia para la agricultura, especialmente para prevenir la germinación temprana en un entorno de cambio climático», concluye Mayumi Iwasaki.

El problema a nivel ecológico también es importante, porque el aumento de las temperaturas podría reducir la latencia del banco de semillas y cambiar la distribución de las especies de plantas en una latitud determinada. Esto tendría múltiples consecuencias, directas e indirectas, para las especies animales y vegetales nativas, concluyen los investigadores.

Referencia

Non-canonical RNA-directed DNA methylation participates in maternal and environmental control of seed dormancy. Mayumi Iwasaki et al. eLife 2019;8:e37434. DOI:10.7554/eLife.37434
 

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • El arte existió antes del surgimiento de los humanos modernos 6 febrero, 2024
    Nuevas investigaciones sugieren que nuestros parientes humanos arcaicos, como los neandertales, ya contaban con las capacidades cognitivas para desarrollar arte: el hallazgo de ejemplos cada vez más antiguos de expresión artística en el registro arqueológico confirmaría esta hipótesis. Sin embargo, aún se discute si estas manifestaciones creativas pueden catalogarse como arte.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una nueva supertierra que podría ser un mundo habitable 6 febrero, 2024
    Un planeta extrasolar del tipo supertierra, denominado TOI-715 b y aproximadamente una vez y media más ancho que la Tierra, podría ser capaz de albergar vida: orbita dentro de la zona habitable de una enana roja, a escasa distancia de nuestro planeta. Además, podría estar acompañado de otro cuerpo planetario, con un tamaño casi idéntico al […]
    Pablo Javier Piacente