Investigadores de Yale describen en Science Advances como a ‘Portulaca oleracea‘, comunmente coñecida como beldroega, integra dúas vías metabólicas distintas para crear un novo tipo de fotosíntesis que permite á herba soportar a seca sen deixar de ser altamente produtiva.
“Trátase dunha combinación moi rara de trazos que creou unha especie de ‘superplanta’, que podería ser potencialmente útil en tarefas como a enxeñería de cultivos”, afirma nun comunicado Erika Edwards, profesora de ecoloxía e bioloxía evolutiva de Yale e autora principal do artigo.
As plantas desenvolveron de forma independente unha serie de mecanismos distintos para mellorar a fotosíntesis, o proceso polo que as plantas verdes utilizan a luz solar para sintetizar nutrientes a partir do dióxido de carbono e a auga. Por exemplo, o millo e a cana de azucre desenvolveron o que se denomina fotosíntesis C4, que permite á planta seguir sendo produtiva baixo altas temperaturas.
As suculentas, como os cactos e os agaves, posúen outro tipo chamado fotosíntesis CAM, que lles axuda a sobrevivir en desertos e outras zonas con pouca auga. Tanto a C4 como a CAM teñen funcións diferentes, pero utilizan a mesma vía bioquímica para actuar como “complementos” da fotosíntesis normal.
O que fai única á beldroega é que posúe ambas as adaptacións evolutivas, o que lle permite ser altamente produtiva e tamén moi tolerante á seca, unha combinación improbable para unha planta. A maioría dos científicos crían que o C4 e o CAM funcionaban de forma independente nas follas da beldroega.
Con todo, o equipo de Yale, dirixido polos coautores e bolseiros postdoutorais José Moreno-Villena e Haoran Zhou, levou a cabo unha análise espacial da expresión xénica nas follas da beldroega e descubriu que a actividade C4 e CAM están totalmente integradas. Operan nas mesmas células, e os produtos das reaccións CAM son procesados pola vía C4. Este sistema proporciona niveis inusuais de protección para unha planta C4 en tempos de seca.
Os investigadores tamén construíron modelos de fluxo metabólico que predixeron a aparición dun sistema integrado C4+CAM que reflicte os seus resultados experimentais.
Os autores afirman que a comprensión desta nova vía metabólica podería axudar aos científicos para idear novas formas de deseñar cultivos como o millo para que poidan soportar secas prolongadas.
“En termos de enxeñería dun ciclo CAM nun cultivo C4, como o millo, aínda hai moito traballo por facer antes de que iso poida ser unha realidade –explica Edwards nun comunicado–. Pero o que demostramos é que as dúas vías poden integrarse eficazmente e compartir produtos. O C4 e a CAM son máis compatibles do que pensaramos, o que nos fai sospeitar que hai moitas máis especies C4+CAM aí fóra, esperando a ser descubertas”.
