Desde el siglo XIX, los botánicos saben que las hojas tienen unos “poros”, llamados estomas, que contienen una intrincada red interna de canales de aire. Pero hasta ahora no se entendía cómo se formaban esos canales en los lugares correctos para proporcionar un flujo constante de dióxido de carbono (CO2) a cada célula vegetal.
Un nuevo estudio, liderado por Andrew Fleming y Marjorie Lundgren, y publicado en Nature Communications, utilizó técnicas de manipulación genética para revelar que, cuanto más estomas tiene una hoja, más espacio aéreo se forma. En este sentido, los canales actúan como bronquiolos, los diminutos pasajes que llevan el aire a las superficies de intercambio de los pulmones humanos y animales.
Los autores demostraron que el movimiento de CO2 a través de los poros probablemente determina la forma y la escala de la red de canales de aire. El descubrimiento marca un gran avance en nuestra comprensión de la estructura interna de una hoja, y cómo la función de los tejidos puede influir en la forma en que se desarrollan, lo que podría tener ramificaciones más allá de la biología vegetal, en campos como la biología evolutiva y en la agicultura.
“Hasta ahora – explica Fleming en un comunicado – , la forma en que las plantas forman sus intrincados patrones de canales de aire ha sido sorprendentemente misteriosa para los expertos. Este gran descubrimiento muestra que el movimiento del aire a través de las hojas configura su funcionamiento interno, lo que tiene implicaciones para la forma en que pensamos acerca de la evolución en las plantas. El hecho de que los humanos hayan influido inadvertidamente en la forma en que las plantas respiran, al cultivar trigo que utiliza menos agua, sugiere que podríamos apuntar a estas redes de canales de aire para desarrollar cultivos que puedan sobrevivir a las sequías más extremas, un efecto del cambio climático”.
De acuerdo con Lundgren, “los científicos han sospechado durante mucho tiempo que el desarrollo de los estomas y el desarrollo de los espacios aéreos dentro de una hoja están coordinados. Sin embargo, no estábamos muy seguros de qué impulsaba a quién. Era como una ¿Qué fue primero, la gallina o el huevo? Usando un conjunto de experimentos con análisis de imágenes de rayos X, nuestro equipo respondió a estas preguntas utilizando especies con estructuras foliares muy diferentes. Si bien mostramos que el desarrollo de estomas inicia la expansión de los espacios aéreos, avanzamos un paso más para mostrar que los estomas en realidad necesitan intercambiar gases para que los espacios aéreos se expandan. Esto representa una historia mucho más interesante”.