Las plantas de la familia de las coles no estaban destinadas a ser tan sabrosas. El sabor forma parte de una defensa contra los herbívoros. Ahora, científicos japoneses han descubierto que los genes de esta defensa son... Genes reutilizados que originalmente controlaban los estomas, los poros de las hojas a través de los cuales las plantas “respiran”.
La apertura y el cierre de los estomas para el intercambio de gases dependen de las células oclusivas que protegen los orificios de la hoja. Son muy diferentes de las células de mirosina, las células que ayudan a crear las defensas químicas contra los herbívoros. Sin embargo, comparten un gen regulador maestro llamado FAMA que controla su desarrollo.
Si envenenas a alguien que se alimenta de ti, no querrás envenenarte en el proceso. Las células de mirosina producen una sustancia química llamada mirosinasa. Estas células están cerca de células ricas en azufre. Cuando un herbívoro ataca, las sustancias químicas se mezclan, de modo que el veneno solo está presente en la planta cuando es necesario.
Shirakawa y sus colegas identificaron un gen llamado FABRICANTE DE WASABI (WSB) que se activa directamente por FAMA y es el desencadenante esencial para el desarrollo de las células de mirosina. Plantas sin WSB No logró formar estas células de defensa, lo que hizo que WSB un eslabón clave en una cascada genética para crear estas células.
La proteína FAMA ya se conocía gracias a experimentos en la planta modelo. Arabidopsis thaliana, donde se descubrió que regula la expresión génica para el intercambio gaseoso. Por lo tanto, parece que los genes que ayudan a regular la defensa provienen en parte de genes involucrados en la respiración.
Una pista para WSBSu origen como gen estomático se encuentra en plantas donde no está presente. Se encuentra en plantas con flores terrestres, pero no en plantas marinas, como las praderas marinas. Marina Zostera No tiene estomas y ha perdido genes relacionados con los estomas, así como WSB.
WSB controla el desarrollo de las células de mirosina a través de otro gen llamado CCS52A1. WSB puede encender CCS52A1, y entonces CCS52A1 hace que las células de mirosina experimenten endorreplicación, por lo que la célula replica su ADN varias veces sin dividirse, lo que hace que crezca mucho más.
“Este descubrimiento es particularmente interesante porque destaca cómo la reutilización de genes permite a las plantas desarrollar nuevas estrategias de supervivencia sin desarrollar genes completamente nuevos”, dice el coautor Toshiro Ito. en un comunicado de prensa.
“Además de ofrecer nuevos conocimientos para las estrategias de mejora de los cultivos, creemos que nuestro trabajo futuro ayudará a responder una de las preguntas más fundamentales de la biología: ¿Cómo han logrado las plantas una diversidad tan notable con un número limitado de genes?”, añade el Dr. Shirakawa.
La investigación tiene importantes implicaciones agrícolas. Dado que FAMA regula tanto el intercambio de gases (a través de los estomas) como la defensa (a través de las células de mirosina), muestra que la crianza para ciertos rasgos, como una mayor eficiencia en el intercambio de gases, también podría tener efectos en cadena en otras partes, como la defensa.
Sin embargo, también demuestra que puede haber oportunidades de obtener un doble beneficio al mejorar la forma en que las plantas utilizan FAMA. Mejor FAMA Los genes podrían conducir a estomas más eficientes en un clima más cálido Y mejorar la resistencia a las plagas invasoras que también están migrando con el cambio de temperaturas.
Shirakawa, M., et al. (2025). Cooptación y neofuncionalización de ejecutores estomáticos para la defensa contra herbívoros en Brassicales. Nature Plants, 11, 483-504. https://doi.org/g897b6 (GRATIS)
Publicación cruzada en Bluesky & Mastodonte.
Imagen: Canva.
