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Algún tiempo después de un incendio forestal, los árboles que sobrevivieron a las llamas crecen de nuevo con renovadas fuerzas, y de la tierra quemada brotan en abundancia nuevas plantas. Durante siglos, ha sido un misterio cómo las semillas, algunas inactivas en el suelo durante largo tiempo, saben que es hora de emerger de entre las cenizas y regenerar el bosque quemado.
Durante siglos, los botánicos han buscado resolver de manera detallada el misterio de cómo las semillas, en la tierra de un bosque o campo arrasados por un incendio, saben que ha llegado un buen momento para germinar y hacer rebrotar vegetales. (Foto: Amazings / NCYT / JMC)
Ahora, un equipo de expertos del Instituto Salk para Estudios Biológicos (fundado en 1960 por Jonas Salk, el pionero de la vacuna contra la poliomielitis) en La Jolla, California, y la Universidad de California en San Diego, han presentado los resultados de un estudio que responde a esta pregunta fundamental de la ecología vegetal.
En estudios anteriores, los científicos habían descubierto que cuando árboles y arbustos arden en un incendio forestal, se crean sustancias especiales llamadas karriquinas, que quedan depositadas en la tierra después del incendio, y aseguran que el bosque se regenere.
En el nuevo estudio se buscó descubrir cómo exactamente las karriquinas estimulan el nuevo crecimiento de vegetales. En primer lugar, los investigadores determinaron la estructura de una proteína vegetal conocida como KAI2, la cual se une a la karriquina en las semillas inactivas. Luego, al comparar la proteína KAI2 unida a la karriquina con la estructura de una proteína KAI2 no unida permitió a los investigadores conjeturar cómo la KAI2 permite que una semilla perciba la karriquina en su entorno.
Las estructuras químicas que el equipo observó revelaron todos los contactos moleculares entre la karriquina y la KAI2. Y también que cuando la karriquina se une a la proteína KAI2 se produce un cambio en su forma. Este cambio de forma inducido por la karriquina puede enviar una nueva señal a otras proteínas en las semillas. Estas otras proteínas, junto a la karriquina y la KAI2, generan la señal que causa la germinación de las semillas en el lugar y momento correctos después de un incendio forestal.
En estudios anteriores, los científicos habían descubierto que cuando árboles y arbustos arden en un incendio forestal, se crean sustancias especiales llamadas karriquinas, que quedan depositadas en la tierra después del incendio, y aseguran que el bosque se regenere.
En el nuevo estudio se buscó descubrir cómo exactamente las karriquinas estimulan el nuevo crecimiento de vegetales. En primer lugar, los investigadores determinaron la estructura de una proteína vegetal conocida como KAI2, la cual se une a la karriquina en las semillas inactivas. Luego, al comparar la proteína KAI2 unida a la karriquina con la estructura de una proteína KAI2 no unida permitió a los investigadores conjeturar cómo la KAI2 permite que una semilla perciba la karriquina en su entorno.
Las estructuras químicas que el equipo observó revelaron todos los contactos moleculares entre la karriquina y la KAI2. Y también que cuando la karriquina se une a la proteína KAI2 se produce un cambio en su forma. Este cambio de forma inducido por la karriquina puede enviar una nueva señal a otras proteínas en las semillas. Estas otras proteínas, junto a la karriquina y la KAI2, generan la señal que causa la germinación de las semillas en el lugar y momento correctos después de un incendio forestal.
A Yongxia Guo y Zuyu Zheng, un matrimonio de investigadores postdoctorales que trabajan en el laboratorio de Joseph P. Noel y en el de Joanne Chory, respectivamente, ambos en el Instituto Salk, se les ocurrió la idea del estudio mientras conversaban un día en una comida. James J. La Clair, de la Universidad de California, se les unió luego en su investigación.
Aunque los nuevos hallazgos se han hecho con la Arabidopsis, un organismo modelo que muchos investigadores estudian, los científicos están convencidos de que esta misma estrategia de regeneración karriquina-KAI2 está presente en muchas especies vegetales.
Además de explicar cómo los incendios conducen a la regeneración automática de bosques y praderas, lo descubierto en la nueva investigación podría ayudar a los científicos a desarrollar variedades de plantas que contribuyan a mantener y restaurar muchos de los ecosistemas de los que depende la humanidad.
Aunque los nuevos hallazgos se han hecho con la Arabidopsis, un organismo modelo que muchos investigadores estudian, los científicos están convencidos de que esta misma estrategia de regeneración karriquina-KAI2 está presente en muchas especies vegetales.
Además de explicar cómo los incendios conducen a la regeneración automática de bosques y praderas, lo descubierto en la nueva investigación podría ayudar a los científicos a desarrollar variedades de plantas que contribuyan a mantener y restaurar muchos de los ecosistemas de los que depende la humanidad.
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