Las hiperacumuladoras son especies vegetales que prosperan en suelos con grandes cantidades de metales tóxicos mediante la adopción de estrategias especializadas de desintoxicación. Estas raras especies pueden acumular metaloides en sus hojas en concentraciones significativamente mayores que las que crecen en suelos no metalíferos.
En un nuevo estudio, publicado en el Annals of Botany, los científicos han explorado La notable capacidad de dos especies de metalofitas, Viola tricolor subsp. macedonia y Viola arsénica, para crecer en el sitio abandonado de la mina Allchar de la República de Macedonia del Norte, donde el suelo contiene niveles extremos de arsénico y talio. Este es el primer estudio que aborda experimentalmente la distribución de arsénico y talio en los tejidos de estas especies.
“Cultivamos V. tricolor subsp. macedonia y V. arsénica en hidroponía y dosificamos las plantas con As [arsénico] y Tl [talio]», escriben Jakovljević et al. «Esto nos permitió realizar análisis de microfluorescencia de rayos X (µXRF) con sincrotrón en muestras hidratadas para determinar la distribución de As y Tl a nivel tisular y celular».
Comprender la absorción del arsénico y el talio es particularmente importante porque presentan similitud química con elementos esenciales utilizados para el crecimiento de las plantas. La absorción del talio monovalente (Tl+) interfiere con la captación, distribución y metabolismo de los iones de potasio (K+), mientras que el arseniato (AsO43-) se sabe que interfiere con el fosfato PO43- ya que son análogos químicos.
Jakovljević et al. estudiaron las estrategias de supervivencia de dos Violeta Especies que toleran cantidades inusualmente altas de mineral de arsénico tóxico y talio en una mina conocida por sus altos niveles de ambos. Informes previos mostraron que estas especies hiperacumuladoras recolectan talio en sus hojas y arsénico en sus raíces o semillas, lo que sugiere que las plantas utilizan diferentes mecanismos de tolerancia específicos para cada metal. Esto fue confirmado por Jakovljević et al., quienes además descubrieron que V. tricolor subsp. macedonia y V. arsénica han desarrollado diferentes mecanismos de tolerancia al talio, determinados por el lugar donde las plantas secuestran el metal tóxico.
Para realizar pruebas, el Violeta Las especies se cultivaron en hidroponía con concentraciones crecientes de cada metal. Antes del análisis químico, el material vegetal de brotes o raíces se deshidrató y molió hasta obtener un polvo fino. Jakovljević et al. midieron las concentraciones de arsénico y talio en las raíces y brotes de ambas especies y determinaron si el talio interfería con la absorción de potasio.
Si bien ambas especies acumularon altas concentraciones de talio de manera lineal y dependiente de la dosis, V. tricolor subsp. macedonia acumuló talio principalmente en sus raíces y V. arsénica Acumuló talio predominantemente en sus hojas maduras, incluso dentro del sistema vascular. Además, V. arsénica toleraron el talio sin reducir la captación de potasio, pero V. tricolor subsp. macedonia No lo hicieron. Ambas especies excluyeron el arsénico de los tejidos de sus brotes, reteniendo el metal tóxico en sus raíces.
“Sorprendentemente, estas especies hiperacumuladoras de Tl [talio] son capaces de mantener un crecimiento normal al crecer en suelos claramente extremadamente tóxicos”, escriben Jakovljević et al. “Estas especies vegetales han desarrollado hipertolerancia a concentraciones excesivas de metales o metaloides en el suelo donde crecen, ya sea mediante la exclusión de metaloides (mediante una absorción o retención muy restringida a nivel radicular) o, con menos frecuencia, mediante la acumulación de metaloides en los brotes superficiales”.
Estos resultados ahora se pueden utilizar para comprender mejor cómo funcionan los mecanismos de exclusión y retención en Violeta función de las especies y tal vez sentar las bases para el uso de Violeta especies en fitorremediación.
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Jakovljević, K., Salinitro, M., Andonovska, KB, Mišljenović, T., Brueckner, D. y van der Ent, A. (2025) “Sobreviviendo a Allchar: tolerancia y distribución del arsénico y el talio en metalofitas de Viola”, Annals of Botany(mcaf166). Disponible en: https://doi.org/10.1093/aob/mcaf166
Imagen de portada: Viola tricolor ssp. macedonia en Grecia por Konrad y Roland Greinwald / iNaturalist. CC-BY-NC
