Las noches calurosas confunden los relojes circadianos del arroz y perjudican su rendimiento
El aumento de las temperaturas nocturnas está reduciendo el rendimiento de las cosechas de arroz, y una nueva investigación nos acerca a entender por qué. El estudio ha descubierto que las noches más cálidas alteran el calendario biológico de la planta de arroz, con cientos de genes que se expresan antes de lo habitual, mientras que otros cientos se expresan más tarde de lo habitual.
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"Esencialmente, descubrimos que las noches más cálidas desajustan el reloj interno de la planta de arroz", dice Colleen Doherty, profesora asociada de bioquímica en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y autora correspondiente de un artículo sobre el trabajo.
"La mayoría de la gente piensa que las plantas no son dinámicas, pero lo son. Las plantas regulan constantemente sus procesos biológicos: se preparan para la fotosíntesis justo antes del amanecer, la reducen al final de la tarde y determinan con precisión cómo y dónde quemar sus recursos energéticos. Las plantas están ocupadas, sólo que es difícil observar toda esa actividad desde el exterior".
Y lo que los investigadores han aprendido es que el reloj responsable de regular toda esa actividad se desordena cuando las noches se vuelven más calientes en relación con los días.
"Ya sabíamos que el cambio climático está provocando un aumento de las temperaturas a nivel mundial, y que las temperaturas nocturnas aumentan más rápido que las diurnas", afirma Doherty. "También sabíamos que las noches más cálidas perjudican la producción de arroz. Pero hasta ahora, teníamos muy poca idea de por qué las noches más cálidas son malas para el arroz".
"Todavía no conocemos todos los detalles, pero estamos acotando dónde buscar".
La investigación sobre las pérdidas de rendimiento del arroz es importante porque se trata de un cultivo esencial para alimentar a cientos de millones de personas cada año, y porque un clima cambiante plantea retos para la seguridad alimentaria mundial.
Para comprender mejor cómo afectan las noches cálidas al arroz, Doherty trabajó con un equipo internacional de investigadores -entre ellos Krishna Jagadish, de la Universidad Estatal de Kansas, y Lovely Lawas, del Instituto Internacional de Investigación sobre el Arroz- para estudiar el problema sobre el terreno. Los investigadores establecieron dos lugares de estudio en Filipinas. Las temperaturas se manipularon en diferentes áreas de cada lugar de estudio utilizando calentadores de cerámica o tiendas de campaña de calor.
Un equipo de investigación dirigido por Jagadish utilizó los calentadores de cerámica para mantener las parcelas experimentales a 2 grados centígrados por encima de la temperatura ambiente, y tomó muestras de las plantas de arroz cada tres horas durante 24 horas. Las parcelas de control no se calentaron, pero también se tomaron muestras cada tres horas durante el mismo periodo de 24 horas. Estas pruebas se repitieron cuatro veces. Las carpas térmicas se utilizaron posteriormente para validar los resultados de las pruebas con calentadores cerámicos.
Mientras tanto, un equipo dirigido por Doherty descubrió que más de mil genes se expresaban en el momento "equivocado" cuando las temperaturas nocturnas eran más altas. En concreto, las noches más calurosas hacían que cientos de genes -incluidos muchos asociados a la fotosíntesis- se activaran más tarde en el día. Mientras tanto, otros cientos de genes se activaban mucho antes de lo normal, lo que alteraba la sincronización necesaria para un rendimiento óptimo.
"No está claro qué hacen todos estos genes, pero está claro que estos cambios de horario contradictorios no son buenos para la planta", dice Doherty.
Los investigadores descubrieron que muchos de los genes afectados están regulados por otros 24 genes, llamados factores de transcripción. De esos 24, cuatro de los factores de transcripción se consideraron más prometedores para futuros estudios.
"Tenemos que seguir trabajando para saber exactamente qué está ocurriendo aquí, de modo que podamos empezar a cultivar arroz que sea resistente a las noches más cálidas", dice Doherty. "El arroz es un importante cultivo alimentario. Y otros cultivos básicos también se ven afectados por las noches más cálidas, como el trigo. No se trata sólo de una cuestión científica interesante, sino de un problema de seguridad alimentaria mundial."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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