¿Por qué las cucurbitáceas producen tanto líquido cuando se les cortan los tallos?

Los miembros de la familia Cucurbitaceae (zapallo, calabaza, pepino, melón, etc.) son únicos* en el sentido de que poseen dos floemas distintos, véase la figura a continuación. El floema fascicular (FP) es el principal conducto de transporte y se parece más a los floemas de otras familias de plantas. Su función es transportar fotosintatos y otros nutrientes (Turgeon & Oparka, 2010). El floema extrafascicular (EFP), es menor y tiene una composición atípica para un floema. Aunque hemos sido conscientes de este sistema de floema dual durante siglos (Crafts, 1932; Fischer, 1883, 1884, 1886), ¡a menudo se ignora!

Se ha descubierto que las hebras menores de EFP son la fuente del sangrado extremo observado en las cucurbitáceas (Zhang et al ., 2010). Sin embargo, este sangrado excesivo ha significado que las cucurbitáceas sean una planta modelo muy popular para los estudios de composición del floema, ya que se puede acceder fácilmente a grandes cantidades del contenido del floema. Esto es problemático ya que ahora sabemos que el exudado se origina en las hebras atípicas de EFP, lo que lo convierte en un modelo pobre (¡tal vez ni siquiera sea un floema en absoluto)!

La razón por la que el EFP no se bloquea al lesionarse es que carece de mecanismos de bloqueo y sellado (como las proteínas P y las pectinas), que suelen existir para proteger el floema de daños o enfermedades y para evitar la pérdida de metabolitos vitales. El hecho de que estos no estén presentes en EFP, junto con el hecho de que EFP es rica en proteínas defensivas (Walz et al ., 2004), puede sugerir un papel defensivo para este floema secundario. Su ubicación anatómica alrededor de los conductos de transporte vascular vital apoya esta idea.

* No se conocen otros, pero definitivamente podrían existir.

Bibliografía

• Crafts, AS "Anatomía del floema, exudación y transporte de nutrientes orgánicos en las cucurbitáceas". Fisiología Vegetal 7, no. 2 (1932): 183–225.

• Fischer, A. "Das Siebröhrensystem von Cucurbita". Berichte Deutsche Botanische Gesell 1 (1883): 276–279.

• Fischer, A. “Neue Beiträge Zur Kenntniss Der Siebröhren”. Berichte Über Die Verhandlungen Der Königlich-Sächsischen Gesellschaft Der Wissenschaften Zu Leipzig, Mathematisch-Physische Klasse 38 (1886): 291–336.

• Fischer, A. Untersuchungen Über Das Siebröhren System Der Cucurbitaceen. Berlín, 1884.

• Turgeon, R. y Oparka, K. "El floema secreto de las calabazas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias 107, no. 30 (2010): 13201 –13202.

• Walz, C. y Giavalisco, P. y Schad, M. y Juenger, M. y Klose, J. y Kehr, J. "La proteómica del exudado del floema de Curcurbit revela una red de proteínas de defensa". Fitoquímica 65, no. 12 (2004): 1795–1804.

• Zhang, B. y Tolstikov, V. y Turnbull, C. y Hicks, LM y Fiehn, O. "Metaboloma y proteoma divergentes sugieren independencia funcional de los sistemas de transporte de floema dual en cucurbitáceas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias 107, no. 30 (2010): 13532.

Al revisar algunos documentos, no me queda claro si los botánicos realmente saben por qué debería ser así, ¡y estoy seguro de que usted está más calificado que yo para comentar sobre este Richard! Sin embargo, hay alguna discusión sobre esto en Zhang et al. (2012).

Estos autores argumentan que el "exudado de las curcubitas es copioso" debido a las adaptaciones fisiológicas debidas a su hábito de crecimiento, es decir, son enredaderas y, como tales, a menudo requieren el apoyo estructural de otras plantas. Las enredaderas compensan la falta de una estructura de soporte del tallo al tener vasos de xilema que son más anchos que las especies independientes comparables y una "alta conductividad hidráulica" (que es una medida de la facilidad con la que el agua fluirá a través de los poros, en el caso de las curcubitas, muy fácilmente) . De manera similar, los tubos de tamiz y los poros de tamiz son muy anchos en comparación con las especies de otras familias. Dado que estos tubos de tamiz tienen una sección transversal tan grande, no se autosellan fácilmente.

• El origen y la composición del exudado del floema de las cucurbitáceas C Zhang, X Yu, BG Ayre, R. Turgeon - Fisiología vegetal, 2012 - Am Soc Plant Biol. 158, 3

Ver también:

• Por qué las vides tienen tallos angostos: Tendencias histológicas en Bauhinia (Fabaceae), Ewers, F., Fisher, J, Oecologia, 1991, 88, 2