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Patrones de crecimiento y desarrollo de las algas pardas

Una mirada a cómo las algas pardas desarrollan y adaptan sus patrones de crecimiento.

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Las algas pardas son organismos fascinantes que vienen en muchas formas y tamaños. Pueden ser hilos diminutos, apenas visibles con un microscopio, o grandes con hojas que se extienden por metros. Esta variedad en su apariencia está relacionada con cómo crecen. Diferentes tipos de algas pardas crecen de distintas maneras, lo que las hace interesantes de estudiar, especialmente para ver cómo forman sus estructuras y formas.

Patrones de Crecimiento de las Algas Pardas

El crecimiento de las algas pardas puede suceder de varias maneras. Pueden crecer más largas, más anchas o en direcciones específicas en diferentes momentos. Esta capacidad de crecer en diferentes direcciones y a distintas velocidades les ayuda a adaptarse a su entorno y aprovechar al máximo la luz y los nutrientes disponibles. Por eso, los investigadores a menudo usan algas pardas para aprender sobre cómo se desarrollan y crecen los seres vivos.

Estudio de la Embriogénesis en Algas Pardas

El estudio de cómo las algas pardas se desarrollan de huevos fertilizados (Cigotos) a estructuras más complejas implica examinar muchos factores que ayudan a formar sus formas corporales. Algunos de estos factores incluyen cómo se dividen las células y cómo interactúan entre sí. Por ejemplo, en un tipo de alga parda, el crecimiento está influenciado por rutas específicas dentro de las células. Sin embargo, no siempre es fácil identificar qué señales externas ayudan en este proceso de crecimiento.

En ciertas especies de algas pardas, como el Fucus, la división del cigoto ocurre en respuesta a la luz. La dirección de la luz puede determinar cómo crece la planta, guiándola a desarrollarse de cierta manera. En este proceso, la posición donde el esperma entra en el óvulo también puede afectar cómo se organiza el cigoto, lo cual es esencial para su crecimiento.

Investigación sobre Embriones de Saccharina

Investigaciones recientes se han centrado en una especie específica llamada Saccharina. Esta especie tiene una forma única de desarrollarse. El estudio reveló que durante su crecimiento temprano, Saccharina sigue pasos claros. En un principio, el huevo fertilizado se alarga, creando un eje de crecimiento principal. Luego, continúa creciendo mientras aumenta el número de células, lo que ayuda a construir su estructura.

A medida que las células se dividen, cambian de forma y orientación, contribuyendo al patrón de crecimiento general del alga. El estudio encontró que los cambios en cómo se dividen las células son esenciales para que el alga crezca en su forma final.

Anisotropía en Embriones de Saccharina

Una característica interesante de los embriones de Saccharina es algo llamado anisotropía, que básicamente significa que las formas de los embriones cambian de diferentes maneras. Por ejemplo, a medida que se forma el cigoto, comienza como una forma redonda, luego se alarga para formar el primer eje corporal. A medida que las células comienzan a dividirse, lo hacen de una manera que enfatiza lo largas que son en comparación con su ancho, lo cual es crucial durante las diferentes fases del crecimiento.

La investigación mostró que los embriones pasaron por etapas específicas, donde la forma cambió significativamente. En un momento, las células se alargan mucho, mientras que en otros momentos, el crecimiento es más uniforme. Esta diferencia en las direcciones de crecimiento es vital para desarrollar la estructura final del organismo.

El Papel de las Paredes Celulares y los Polisacáridos

Las paredes celulares de las algas pardas son complejas y están hechas de diferentes sustancias. Un componente clave es un tipo de azúcar llamado alginato. Diferentes tipos de Alginatos pueden acumularse en varias ubicaciones dentro de las paredes celulares durante el crecimiento de las algas pardas. Para Saccharina, ciertos tipos de alginatos se encontraron como críticos para mantener la estructura y prevenir ciertos tipos de crecimiento.

Las investigaciones han mostrado que la distribución de estos alginatos cambia a lo largo de las etapas de desarrollo de las algas. Por ejemplo, en las etapas tempranas, los alginatos están concentrados en ciertas partes de la célula, ayudando a evitar que se expandan demasiado en ancho mientras permiten la elongación.

Filamentos de actina y su Función

Además de los polisacáridos en las paredes celulares, otro aspecto importante de la estructura celular son los filamentos de actina. Estos son fibras diminutas que ayudan a las células a mantener su forma y soporte. En Saccharina, los filamentos de actina trabajan junto con los alginatos para controlar cómo las células se dividen y crecen.

Cuando los investigadores trataron los embriones con una sustancia que interrumpe los filamentos de actina, notaron cambios en cómo se formaron los embriones. Sin la estructura adecuada de actina, los embriones no podían desarrollarse correctamente, indicando que los filamentos de actina son esenciales para un crecimiento adecuado.

El Impacto de las Señales Externas en el Crecimiento

Durante la investigación, se descubrió que la conexión entre el embrión en desarrollo y el tejido materno circundante juega un papel importante en el crecimiento. Las señales del tejido materno ayudan a guiar el crecimiento del embrión, afectando cómo las células se dividen y su forma general. Cuando se interrumpió la conexión, los embriones no se desarrollaron como se esperaba, lo que llevó a una mayor comprensión de cuán vitales son estas señales externas.

Conclusión

El desarrollo de las algas pardas, especialmente la especie Saccharina, muestra un proceso notable influenciado por una combinación de factores internos como las paredes celulares y los filamentos de actina, y señales externas del entorno. Observar cómo interactúan estos factores ayuda a los científicos a entender no solo las algas pardas, sino potencialmente otros organismos multicelulares también.

Se requiere más investigación para descubrir los detalles de cómo cada componente interactúa durante el crecimiento. Este conocimiento puede ampliar nuestra comprensión de la biología del desarrollo e inspirar más estudios sobre organismos similares. Comprender la formación de estructuras complejas en las algas puede proporcionar información sobre los procesos evolutivos y adaptaciones que permiten que la vida prospere en varios entornos.

Así, a medida que los científicos continúan explorando los patrones de crecimiento de las algas pardas, descubren el intrincado equilibrio de fuerzas en juego que dan forma no solo a las algas en sí, sino que también contribuyen a una comprensión más amplia de la vida en los ecosistemas acuáticos.

Fuente original

Título: The longitudinal growth of the embryo of the kelp Saccharina depends on actin filaments that control the formation of an alginate corset in the cell wall

Resumen: The initiation of embryogenesis in the kelp Saccharina latissima is accompanied by significant anisotropy in cell shape. Using monoclonal antibodies, we show that this anisotropy coincides with a spatio-temporal pattern of accumulation of alginates in the cell wall of the zygote and embryo. Alginates rich in guluronates as well as sulphated fucans show a homogeneous distribution in the embryo throughout Phase I of embryogenesis, but mannuronate alginates accumulate mainly on the sides of the zygote and embryo, disappearing as the embryo enlarges at the start of Phase II. This pattern depends on the presence of cortical actin filaments. In contrast, within the embryo lamina, the alginate composition of the walls newly formed by cytokinesis is not affected by the depolymerisation of actin filaments. Thus, in addition to revealing the existence of a mannuronate-rich alginate corset that may restrict the enlargement of the zygote and the embryo, thereby promoting the formation of the apico-basal growth axis, we demonstrate stage- and cytoskeleton-dependent differences in cell wall deposition in Saccharina embryos.

Autores: Benedicte Charrier, S. Boscq, I. Theodorou, R. Milstein, A. Le Bail, S. Chenivesse, B. Billoud

Última actualización: 2024-07-16 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.10.603006

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.10.603006.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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