Alguna vez has pensado que las frutas y verduras en el supermercado están creciendo? Eso no es solo tu imaginación. Y tampoco es por accidente.
Científicos como el Dr. Brendan O’Leary del Centro de Excelencia ARC en Biología de Energía Vegetal en UWA están trabajando para aumentar el tamaño de los productos para que podamos obtener el mejor rendimiento de nuestra inversión en agricultura.
«Mi investigación tiene como objetivo ayudar a las plantas a ser más eficientes energéticamente para que puedan usar mejor la energía que obtienen del Sol para producir más alimentos para nuestra población cada vez mayor», dice Brendan.
La clave del trabajo de Brendan es descubrir cómo las células vegetales deciden cómo utilizar la energía que reciben en forma de nutrientes. Los humanos hacen lo mismo pero de manera diferente. Cuando comemos una gran comida, nuestras células necesitan decidir qué hacer con los nutrientes que reciben. Probablemente almacenarán algunos de estos nutrientes cuando no los necesiten de inmediato para obtener energía.
El químico responsable de orquestar la señalización nutricional se denomina objetivo de la rapamicina, también conocido como TOR.
Quiero hablar con el gerente
«Imagine TOR como el gerente de cada célula a cargo de la nutrición», dice Brendan. «Está coordinando el esfuerzo de crecimiento. Si entraras a una celda y dijeras:» ¿Quién toma las decisiones sobre el uso de nutrientes por aquí? Quiero hablar con el jefe, «hablarías con TOR».
«TOR no es el que detecta los niveles de nutrientes reales. TOR recibe estas señales de algunas proteínas y luego dirige otras proteínas para llevar a cabo tareas celulares».
A pesar de las enormes diferencias entre plantas y animales , TOR existe en las células de ambos. Pero aunque la señalización celular y el crecimiento que rodean la nutrición de aminoácidos está muy bien estudiado en animales, es una historia diferente con las plantas. Esto se debe a que carecen de las proteínas que se sabe que detectan los niveles de aminoácidos en los animales.
«Fue muy sorprendente que hubiera alguna conexión entre cómo funciona la nutrición con plantas y animales porque obtienen su energía de fuentes tan diferentes», dice Brendan.
«Las plantas usan la fotosíntesis y absorben nutrientes del suelo, mientras que los animales comen otros organismos para obtener energía».
Viejos hábitos
La presencia de TOR en plantas y animales sugiere que TOR ha estado manejando la señalización de nutrientes celulares desde los primeros organismos multicelulares.
Esto tiene sentido cuando considera que optimizar el manejo de los recursos nutricionales disponibles es probablemente uno de los mejores logros de la evolución. Después de todo, algunos organismos vuelan, otros viven bajo el agua, pero poder crecer y controlar la nutrición siempre es importante.
«Puedes imaginar la presión evolutiva sobre un organismo para usar sus nutrientes lo mejor que pueda. Hacer bien esa estrategia te da una gran ventaja sobre un organismo que no lo hace».
Una comprensión de cómo las plantas manejan la energía y la nutrición es vital cuando se trata de maximizar el rendimiento de los cultivos .
«Queremos que los cultivos asignen la mayor cantidad de energía posible para cultivar alimentos para nosotros».
«Al comprender cómo las plantas usan los nutrientes y la energía, podemos influir en ellas para que crezcan de ciertas maneras que serían peligrosas en la naturaleza. En la naturaleza, es arriesgado poner mucha energía en el cultivo de semillas o frutas. Pero eso es lo que queremos ellos para hacer «.
Volviéndose enorme
Brendan ve una similitud entre mejorar el rendimiento de los cultivos y el culturismo.
«Después de hacer ejercicio, los atletas son muy particulares sobre su ingesta de proteínas y aminoácidos. Eso es porque quieren tener suficientes aminoácidos en su cuerpo para desarrollar músculo. Con suficientes aminoácidos presentes, sus células toman la decisión de construir más músculo».
Entonces, estas estrategias para maximizar los rendimientos de los cultivos no son diferentes a los agricultores que actúan como entrenadores personales para sus cultivos, favoreciendo el consumo de nutrientes y energía para un tipo particular de crecimiento.
Ante un clima cambiante, recursos en declive y una población en auge, esta investigación demostrará ser vital para asegurar una fuente de alimentos sostenible y energéticamente eficiente en el futuro.
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