Evolución de la fotosíntesis: dinámica del desarrollo foliar de gramíneas

Abstract

La fotosíntesis C4 les ha permitido a las plantas adaptarse a altas temperaturas e intensa radiación solar mediante un mejor uso del agua y del nitrógeno. A pesar de que solo un 3% de las angiospermas usa el circuito C4, las especies C4 están entre los cultivos más importantes del planeta (por ejemplo, maíz, caña de azúcar, sorgo) y cubren cerca del 25% de la superficie de la tierra. Esta fotosíntesis es uno de los ejemplos más notables de homoplasia evolutiva, ya que se conocen al menos 70 orígenes independientes de la misma. Además, cerca de los linajes C4 suelen encontrarse especies que presentan subtipos fotosintéticos con características intermedias. Sorpresivamente, más de 1/3 de los orígenes C4 ocurrieron dentro de la familia de las gramíneas (Poaceae). En particular, la subtribu Otachyriinae (tribu Paspaleae), constituida por 35 especies distribuidas en América, incluye a especies C4, C2, PK y C3. Esto la convierte en un linaje interesante para responder preguntas sobre la evolución y la optimización de la fotosíntesis. Por estas razones, el objetivo general de este trabajo fue estudiar los mecanismos moleculares responsables del origen y diversificación de los sistemas fotosintéticos en gramíneas empleando como grupo modelo a la subtribu Otachyriinae

C4 photosynthesis has allowed plants to adapt to high temperatures and intense solar radiation through better use of water and nitrogen. Despite the fact that only 3% of angiosperms use the C4 cycle, C4 species are among the most important crops on the planet (e.g. corn, sugar cane, sorghum) and cover about 25% of the surface of the Earth. This photosynthesis is one of the most remarkable examples of evolutionary homoplasy, since at least 70 independent origins are known. In addition, species with photosynthetic subtypes with intermediate characteristics are usually found near the C4 lineages. Surprisingly, more than 1/3 of the C4 origins occurred within the grass family (Poaceae). In particular, the Otachyriinae subtribe (Paspaleae tribe), with 35 species distributed in America, includes C4, C2, PK and C3 species. This makes it an interesting lineage to answer questions about the evolution and optimization of photosynthesis. For these reasons, the general objective of this work was to study the molecular mechanisms responsible for the origin and diversification of photosynthetic systems in grasses, using Otachyriinae subtribe as a model group