Hallazgos sobre la creación y distribución de estomas en los vegetales

Las hojas de los vegetales están selladas con una firme capa de cera para impedir la pérdida de agua. Las plantas respiran a través de poros microscópicos llamados estomas, que se encuentran en la superficie de las hojas. Aproximadamente el 40 por ciento del dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera pasa a través de los estomas cada año, así como un volumen de agua igual al doble del que hay en toda la atmósfera. Siendo los conductos claves para la absorción del CO2 y la evaporación de agua, los estomas son esenciales tanto para el clima como para la productividad de las plantas. Así, no es sorprendente que el número total y la distribución de los estomas esté regulado de manera muy estricta por las plantas para optimizar la fotosíntesis y también para minimizar la pérdida de agua.

Los mecanismos subyacentes en esta capacidad de regulación han estado poco claros pese a los intentos de la comunidad científica por desentrañarlos. Ahora, una nueva investigación realizada por Zhiyong Wang, del Departamento de Biología Vegetal del Instituto Carnegie para la Ciencia, en Estados Unidos, y sus colaboradores, demuestra que ciertas hormonas vegetales, llamadas brasinoesteroides, ejercen un papel crucial en la regulación del número de estomas en las hojas.

Los brasinoesteroides se encuentran distribuidos por todo el reino vegetal y regulan muchos aspectos del crecimiento y el desarrollo, incluyendo la inhibición de los genes responsables de la fotosíntesis cuando no hay luz suficiente para ella. Plantas mutadas que son deficientes en brasinoesteroides presentan defectos en muchas fases de su ciclo de vida, incluyendo germinación reducida de las semillas, enanismo y esterilidad.

El equipo de Wang, Tae-Wuk Kim, Dominique Bergmann y Marta Michniewicz se plantearon determinar el papel de los brasinoesteroides en el desarrollo de los estomas. Comprobaron que las plantas mutantes que son deficientes en brasinoesteroides, o que carecen de sensibilidad hacia estas sustancias, presentaban una cantidad excesiva y una distribución irregular de sus estomas. Esto llevó al equipo de investigación a preguntarse qué papel desempeña esta clase de hormonas en el proceso de desarrollo de estos cruciales órganos vegetales.


Wang y sus colegas habían determinado previamente que cuando los brasinoesteroides se unen a un receptor en la superficie de una célula vegetal, se inicia un proceso que hace que ciertos genes dentro del núcleo celular sean activados o desactivados. Pero el trabajo adicional de investigación muestra que una de las proteínas involucradas en esta cadena, llamada BIN2, también está involucrada en una vía completamente independiente que regula el desarrollo de los estomas.

El equipo encontró que la BIN2, que es similar a una proteína presente en los seres humanos, tuvo un efecto inhibidor sobre una proteína clave en el sistema de regulación del desarrollo de los estomas. Esta segunda proteína es conocida como YODA, y también tiene su homóloga en los seres humanos. En ausencia de brasinoesteroides, la BIN2 inhibe a la YODA, lo que permite la formación de los estomas. Cuando los brasinoesteroides están presentes, esto provoca la inactivación de la BIN2, lo que le permite entonces a la YODA inhibir el desarrollo de los estomas.

Esta investigación confirma el rol de los brasinoesteroides como reguladores maestros que coordinan tanto aspectos fisiológicos como del desarrollo en el crecimiento vegetal.