Un equipo de investigadores del grupo de investigación PLANTMED de la Universidad de las Illes Balears publica en la prestigiosa revista Nature Plants un estudio que describe por primera vez los mecanismos fisiológicos que permitieron a las plantas vasculares adaptarse al medio acuático
Las plantas acuáticas hacen un papel capital en la fijación y el almacenamiento de carbono, la creación de nichos ecológicos, el reciclaje de nutrientes y la protección contra la erosión en ecosistemas acuáticos de vital importancia biológica. Es por eso que uno de los hitos en la historia de la biología es la colonización del medio acuático por parte de las plantas vasculares, que se denominan así por el que hecho de que disponen de un sistema de conducción que recorre las raíces, el tallo y las hojas, y a través del cual se transporta el agua, las sales minerales y el CO₂.
Ahora, un equipo de investigadores del grupo de investigación en Biología de las Plantas en Condiciones Mediterráneas (PLANTMED) del Instituto de Investigación Agroambiental y Economía del Agua (INAGEA) de la Universidad de las Illes Balears ha descrito por primera vez las adaptaciones especiales y únicas de estas plantas para hacer frente a la baja disponibilidad de CO₂ en el medio acuático. El estudio se ha publicado recientemente en la prestigiosa revista científica Nature Plants.
El CO₂ se fija durante la fotosíntesis gracias a una proteína llamada rubisco (ribulosa 1,5-bisfosfato carboxilasa/oxigenasa), una de las enzimas más importantes de la biosfera por ser la única capaz de transformar de manera significativa el carbono inorgánico en formas orgánicas utilizables en los procesos vitales.
La investigación de los investigadores de la UIB ha demostrado que, para hacer frente a las bajas concentraciones de CO₂ en el medio marino, las plantas acuáticas han desarrollado mecanismos extremadamente eficientes de bombeo de CO₂ hacia el interior del tejido fotosintético. Los datos indican que el perfeccionamiento de estos mecanismos de bombeo fue progresivo durante la vuelta al mar de las plantas acuáticas: primero en agua dulce, después en salobre y, finalmente, en el mar.
Como consecuencia de la adopción de mecanismos de concentración de CO₂, la rubisco de las plantas marinas ha sufrido una evolución única y diferenciada de la de las plantas emparentadas que quedaron en tierra emergida, que ha revertido incluso alguna de las adaptaciones conseguidas durante la evolución de las plantas terrestres.
Esencial para la agricultura y en riesgo por el cambio climático
La singularidad de los mecanismos de bombeo de CO₂ y la rubisco de las plantas marinas abre nuevas perspectivas de cara a mejorar la eficiencia fotosintética en cultivos, puesto que este estudio demuestra que las propiedades cinéticas de la rubisco de las plantas son más maleables de lo que se había observado hasta ahora. Esto es de gran importancia dado que mejoras en la capacidad de fijar el CO₂ como las descritas en plantas marinas podrían suponer aumentos de hasta un 50% en la capacidad productiva de cultivos.
Por otro lado, la información derivada de este estudio pone de relieve el riesgo que supone el cambio climático para la capacidad de fijación de CO₂ de plantas acuáticas, como la Posidonia oceanica. Los investigadores señalan que, si la concentración de CO₂ sigue aumentando, las adaptaciones especiales de estas plantas en cuanto al bombeo de CO₂ y su posterior fijación en moléculas orgánicas podrían dejar de funcionar de forma óptima y reducir su funcionalidad como grandes acumuladoras de carbono orgánico y, en general, como proveedoras de servicios ecosistémicos.
La investigación se ha llevado a cabo en el marco del proyecto MARISCO (PGC2018-094621-B-I00), financiado por la Agencia Estatal de Investigación del MICINN y el fondo FEDER, y Acciones Especiales financiadas por la Dirección General de Política Universitaria e Investigación del Gobierno de las Illes Balears. Este proyecto tiene como objetivo profundizar en el conocimiento de los mecanismos fisiológicos que operan en las plantas marinas, lo cual es de vital importancia para desarrollar estrategias eficientes de cara a su conservación.
Los investigadores presentarán los resultados de su estudio en el 10th International Symposium on Inorganic Carbon Utilization by Aquatic Photosynthetic Organisms, que tendrá lugar en la Universidad de Princeton (Estados Unidos) del 6 al 8 de julio.
Referencia bibliográfica
Capó-Bauçà, Sebastià; Íñiguez, Concepción; Aguiló-Nicolau, Pere i Galmés, Jeroni. Correlative adaptation between Rubisco and CO2-concentrating mechanisms in seagrasses. Nature Plants 8, 706–716 (2022). https://doi.org/10.1038/s41477-022-01171-5.
Fecha del evento: 30/06/2022
Fecha de publicación: Thu Jun 30 10:05:00 CEST 2022