Cuando pensamos en el desarrollo en biología, probablemente pensamos primero en los procesos de división celular, tejido y formación de órganos. Sin embargo, en muchos casos, para que un órgano se desarrolle, las células y los tejidos completos tienen que morir. Este proceso se conoce como Muerte Celular Programada (PCD).

Sección transversal de una raíz joven de caña de azúcar.
Sección transversal de una raíz joven de caña de azúcar. El tercio superior de la figura muestra la región donde el aerénquima está completamente formado. Nótese la presencia de trabéculas formadas por un compuesto. Están hechas de paredes celulares que colapsan después de la muerte celular y conectan el cilindro vascular con la epidermis (esta última no se muestra en la imagen). El tercio inferior muestra el cilindro vascular central con el parénquima, el floema, el xilema y, la endodermis. En la raíz funcional, los espacios de gas del aerénquima están inflados con aire, lo que proporciona resistencia mecánica y ayuda a la distribución de oxígeno a lo largo de la raíz. Imagen de Leite et al. 2017

Muchos tejidos vegetales realizan PCD, un fenómeno que puede estar asociado con modificaciones en las paredes celulares (Tavares et al. 2015). En las semillas, los endospermas y los cotiledones pueden sufrir PCD después de que se produzca la germinación. Al mismo tiempo que las células mueren, sus reservas (almidón, lípidos y polisacáridos de la pared celular) se transfieren a la plántula en crecimiento, lo que les permite cruzar rápidamente la fase de establecimiento y volverse competitivas con otras (Buckeridge 2010). Los tejidos de la fruta pueden desarrollarse de la misma manera. Al entrar en PCD, la lámina media (la capa de polisacáridos entre las células vegetales) se disuelve, lo que proporciona un medio para la dispersión de semillas. La pulpa de la fruta se vuelve comestible y la usamos como productos alimenticios importantes. Por lo tanto, los procesos relacionados con la muerte pueden ser adaptativos porque “crean” funciones.

Otro proceso que es capaz de crear una función en las plantas es la formación del aerénquima. El aerénquima es un conjunto de espacios de gas interconectados que se cree que facilitan el transporte de oxígeno dentro de la planta (vea el vídeo a continuación). Ahora informamos en Annals of Botany (Leite et al. 2017) un análisis completo de los eventos relacionados con la pared celular durante la formación del aerénquima en las plantas. Revelamos algo de la complejidad del Código Glicómico de las paredes celulares (Buckeridge 2017), y mostró que mientras se completa la PCD, las paredes celulares probablemente adquieren otra función. Mientras una de las hemicelulosas se recupera de la pared, otras permanecen y parecen modificarse para unirse más fuertemente a la celulosa. El resultado es la formación de un compuesto que recubre la parte interna de los canales de gas. Se cree que este último es el responsable de la conducción del aire y el suministro de oxígeno a las células vivas de la raíz, que absorben los nutrientes y los transportan a la parte superior de la planta.

La evolución del aerénquima posiblemente ilustra lo que puede ser el resultado de un mecanismo llamado "transferencia de función" por Leylard Stebbins en 1974 [más tarde rebautizado como 'exaptación' por Gould y VBRA (1982)] utilizando propiedades únicas de algunos de los códigos glucómicos altamente complejos presentes en las paredes celulares de las plantas para intensificar sus funciones.

 Marcos Buckeridge es profesor asociado en el Departamento de Botánica de la Universidad de São Paulo y Director del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología del Bioetanol (INCT de Bioetanol). De 2009 a 2012, también fue Director Científico del Laboratorio Brasileño de Ciencia y Tecnología del Bioetanol (CTBE), en Campinas. El trabajo de Buckeridge ha generado cuatro libros editados y más de 150 publicaciones sobre fisiología vegetal, bioquímica y biología molecular de especies de cultivos, crecimiento y desarrollo de árboles forestales y urbanos relacionados con el cambio climático global y la producción de bioenergía. En 2010, Buckeridge fue nombrado Autor Principal del informe (AR5) del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), publicado en 2014. En 2017, fue nombrado Autor Principal del IPCC para... el Informe Especial Calentamiento Global de 1.5°C, a ser lanzado en 2018. Buckeridge es miembro del Instituto de Estudios Avanzados de la Universidad de São Paulo y trabaja en el grupo de investigación de Estudios Ambientales. Es el actual Presidente de la Academia de Ciencias del Estado de São Paulo.