24
de Junio de 2013.
Traducción:
Ben Llarpo Metacol.
Utilizando
procesos fundamentales en lugar de células cerebrales, las plantas
miden el tiempo hasta el amanecer y lo divide por sus niveles de
almidón almacenados. Los investigadores dicen que esta capacidad en
las plantas representa el primer ejemplo concreto de un proceso
biológico fundamental de un cálculo aritmético tan sofisticado.
Una
nueva investigación muestra que para evitar la inanición en la
noche, las plantas realizan la división aritmética precisa. El
cálculo les permite utilizar sus reservas de almidón a una
velocidad constante de modo que se les acabe casi exactamente al
amanecer.
"Este
es el primer ejemplo concreto en un proceso biológico fundamental de
un cálculo aritmético tan sofisticado." dijo el profesor de
modelos matemáticos Martin Howard del Centro John Innes.
Las
plantas se alimentan durante el día mediante el uso de la energía
del sol para convertir el dióxido de carbono en azúcares y almidón.
Una vez que el sol se ha puesto, tienen que depender de la reserva de
almidón para evitar la inanición.
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Profesores Martin Howard y Alison Smith.
Credito: Imagen cortesía de Norwich BioScience Institutes.
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En
la investigación que se publicará en la revista eLife, los
científicos del Centro John Innes muestran que las plantas hacen
ajustes precisos a su tasa de consumo de almidón. Estos ajustes
aseguran que la reserva de almidón dure hasta el amanecer incluso si
la noche llega inesperadamente temprano o el tamaño de la reserva de
almidón varía.
Los
científicos del Centro John Innes muestran que al ajustar su consumo
de almidón de manera tan precisa que ellas deben realizar un cálculo
matemático, la división aritmética.
"La
capacidad para llevar a cabo el cálculo aritmético es de vital
importancia para el crecimiento vegetal y la productividad",
dijo la profesora bióloga metabólica Alison Smith.
"La
comprensión de cómo las plantas siguen creciendo en la oscuridad
podría ayudar a abrir nuevas formas de incrementar el rendimiento
del cultivo."
Durante
la noche, los mecanismos dentro de la hoja miden el tamaño de la
reserva de almidón y estiman la cantidad de tiempo hasta el
amanecer. Información sobre el tiempo viene de un reloj interno,
similar a nuestro propio reloj biológico. El tamaño de la reserva
de almidón se divide por la longitud del tiempo hasta el amanecer
para establecer la velocidad correcta de consumo de almidón, de modo
que, al amanecer, alrededor de 95% de almidón es consumido.
"Los
cálculos son precisos para que las plantas eviten el hambre, sino
también hacer el uso más eficiente de sus alimentos", dijo la
profesora Smith.
"Si
la reserva de almidón se usa demasiado rápido, las plantas pasaran
hambre y dejan de crecer durante la noche. Si la reserva se utiliza
con demasiada lentitud, algo de esto será en vano."
Los
científicos usan modelos matemáticos para investigar cómo tal
cálculo de la división puede llevarse a cabo dentro de una planta.
Propusieron que la información sobre el tamaño de la reserva de
almidón y el tiempo hasta el amanecer se codifica en las
concentraciones de dos tipos de moléculas (llamadas S para el
almidón y T para el tiempo). Si las moléculas S estimulan el
consumo de almidón, mientras que las moléculas T evitan que esto
ocurra, entonces la tasa de consumo de almidón se establece por la
relación de las moléculas S por las moléculas T, en otras
palabras, S dividido por T.
Esta
investigación está financiada por el Consejo de Investigación de
Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC)
Fuente:
Norwich BioScience Institutes., Scialdone et al.
Arabidopsis plants perform arithmetic division to prevent
starvation at night. eLife, 2013
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