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jueves, 1 de mayo de 2014

ARITMÉTICA BIOLÓGICA: LAS PLANTAS HACEN SUMAS PARA PASAR LA NOCHE.

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.
Profesores Martin Howard y Alison Smith.
Credito: Imagen cortesía de Norwich BioScience Institutes.
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