Un estudio destaca las señales que las algas utilizan para «escuchar» su entorno

Se sabe desde hace mucho tiempo que las plantas secretan sustancias químicas para responder al estrés y transmitir información a sus vecinos. Un equipo de científicos del laboratorio de Bigelow ha demostrado que las algas verdiazules, un pequeño grupo de algas unicelulares lejanamente relacionadas con las plantas, parecen tener la misma tendencia a comunicarse químicamente. Esto sugiere que la capacidad de utilizar señales químicas de esta manera puede no ser tan exclusiva de la vida compleja como se pensaba, sino que evolucionó más atrás en el árbol de la vida.

«Estamos analizando este organismo que comparte su ascendencia con las plantas y utiliza un proceso de comunicación que la gente alguna vez pensó que sólo usaban las plantas», dijo John Burns, investigador científico senior y coautor del estudio. Las ramas de la vida comenzaron con herramientas «. «Similar a la comunicación, pero luego sesgada por la forma genética especial en que se hace».

Descubrir cómo funciona la comunicación celular en nuevos linajes ayuda a los científicos a comprender cómo surgen y cambian estas habilidades con el tiempo. Las microalgas, como las algas acuáticas, también son esenciales para el ciclo bioquímico en los sistemas acuáticos, por lo que comprenderlas es esencial para predecir cómo funcionará el ecosistema en general, especialmente en situaciones estresantes.

«El proceso de comunicación básico utilizado por las plantas y las algas acuáticas es similar y se basa en los mismos componentes básicos de la vida», dijo Baptiste Guénot, ex investigador del Laboratorio Bigelow y autor principal del estudio. «Pero vamos más allá de las plantas para comprender cómo son los individuos». Células como estas algas llevan a cabo estos procesos. «En realidad, están allanando el camino para un nuevo camino».

Sus resultados fueron publicados recientemente en Revista de microbiología eucariota.

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que las plantas liberan moléculas informativas, como hormonas y otros compuestos orgánicos, como medio para comunicar información y adaptarse a situaciones estresantes como cambios de temperatura o exposición a toxinas. Pero hay mucha menos información sobre las estrategias que utilizan las microalgas, a pesar de ser las productoras primarias más abundantes en los sistemas acuáticos.

Esto incluye las plantas acuáticas, uno de los tres linajes principales de los llamados arqueoplastos. Se sabe que los organismos de este grupo, incluidas las plantas y las algas verdes y rojas, tuvieron un ancestro común hace más de mil millones de años.

Comprender los puntos en común entre las complejas estrategias de comunicación utilizadas por estos diferentes organismos puede ayudar a los científicos a trazar la línea de tiempo de cómo los linajes se separan entre sí. También podría ayudarles a comprender mejor cómo evolucionaron las herramientas utilizadas en la fotosíntesis.

«Las plantas verdes son otra rama de la vida que desarrolló cloroplastos al mismo tiempo que los ancestros de las plantas desarrollaron cloroplastos, pero tomaron una dirección evolutiva completamente diferente», dijo Burns. «Por lo tanto, puedes usar estas comparaciones para responder preguntas realmente fundamentales». sobre la fotosíntesis en todas las ramas de la vida.

Los investigadores se centraron en un tipo de planta acuática, llamada Cyanophora paradoxa. Descubrieron que, en respuesta al estrés externo, como los cambios de luz, Cyanophora paradoxa produce poderosas hormonas como el etileno, que desempeña un papel clave en la maduración de la fruta y se sabe que las plantas lo secretan en respuesta al estrés.

Cuando el equipo suministró a las algas una sustancia química precursora del etileno, descubrieron que las plantas azules producían grandes cantidades de la hormona, lo que en respuesta ralentizaba su tasa de crecimiento.

«Si observaras los genes que tienen las plantas, nunca pensarías que las plantas azules podrían usar estas mismas vías de señalización, porque simplemente no tienen las mismas ‘partes'», dijo Burns.

«A menudo utilizamos plantas como base para la vida fotosintética, pero en esta historia, son el ‘forastero’ que toma una dirección evolutiva diferente. Las algas azules probablemente tengan más en común con otras algas que las plantas cuando se trata de estas comportamientos.»

Este estudio proporciona la primera evidencia de que las algas azules liberan hormonas en respuesta al estrés, pero quedan dudas sobre cómo estos organismos cambian sus comportamientos reales, como cómo nadan o crecen, en respuesta a estas hormonas. Burns y Genott también están interesados ​​en cómo responden otros organismos del ecosistema a estos cambios químicos y si otras especies de algas utilizan las mismas señales hormonales para comunicarse.

Pero más allá de la comunicación, el estudio también destaca el valor de las algas verdes en un sentido más amplio. Debido a su lugar único en el árbol de la vida, lo estables que son en el laboratorio y lo rápido que crecen (Burns los compara con una “mala hierba”), representan una herramienta valiosa para responder preguntas sobre la historia evolutiva e incluso el desarrollo de algas. productos a base de plástico, como alternativas al plástico.

«La brecha de conocimiento entre lo que sabemos sobre estos organismos fotosintéticos unicelulares y las plantas cultivadas sigue siendo enorme», dijo Guinot. «Es un desafío pero emocionante porque tenemos mucho que aprender sobre estas pequeñas células que viven a nuestro alrededor».