Em formação

11.15: Plantas autotróficas - Biologia


Fixação de nitrogênio: interações entre raízes e bactérias

O nitrogênio é um macronutriente importante porque faz parte dos ácidos nucléicos e das proteínas. Nitrogênio atmosférico, que é a molécula diatômica N2, ou dinitrogênio, é o maior reservatório de nitrogênio nos ecossistemas terrestres. No entanto, o nitrogênio pode ser "fixado", o que significa que pode ser convertido em amônia (NH3) por meio de processos biológicos, físicos ou químicos. Como você aprendeu, a fixação biológica de nitrogênio (BNF) é a conversão do nitrogênio atmosférico (N2) em amônia (NH3), realizado exclusivamente por procariotos, como bactérias do solo ou cianobactérias. A seguinte equação representa o processo:

A fonte mais importante de BNF é a interação simbiótica entre as bactérias do solo e as plantas leguminosas, incluindo muitas culturas importantes para os humanos (Figura 1). O NH3 resultante da fixação pode ser transportado para o tecido vegetal e incorporado em aminoácidos, que são então transformados em proteínas vegetais. Algumas sementes de leguminosas, como soja e amendoim, contêm altos níveis de proteína e estão entre as fontes agrícolas de proteína mais importantes do mundo.

Pergunta Prática

Os fazendeiros costumam fazer a rotação do milho (uma safra de cereal) e de soja (uma leguminosa), plantando um campo com cada safra em estações alternadas. Que vantagem essa rotação de culturas pode conferir?

[linhas da área de prática = ”2 ″] [/ área de prática]
[revelar-resposta q = ”890921 ″] Mostrar resposta [/ revelar-resposta]
[resposta oculta a = ”890921 ″] A soja é capaz de fixar nitrogênio em suas raízes, que não são colhidas no final da estação de cultivo. O nitrogênio subterrâneo pode ser usado na próxima safra pelo milho.

Bactérias do solo, chamadas coletivamente rizóbio, interagem simbioticamente com raízes de leguminosas para formar estruturas especializadas chamadas nódulos, em que ocorre a fixação de nitrogênio. Esse processo envolve a redução do nitrogênio atmosférico a amônia, por meio da enzima nitrogenase. Portanto, o uso de rizóbio é uma forma natural e ecológica de fertilizar as plantas, ao contrário da fertilização química que utiliza um recurso não renovável, como o gás natural. Por meio da fixação simbiótica de nitrogênio, a planta se beneficia do uso de uma fonte infinita de nitrogênio da atmosfera. O processo contribui simultaneamente para a fertilidade do solo porque o sistema radicular da planta deixa para trás parte do nitrogênio biologicamente disponível. Como em qualquer simbiose, os dois organismos se beneficiam da interação: a planta obtém amônia e as bactérias obtêm compostos de carbono gerados pela fotossíntese, além de um nicho protegido para crescer (Figura 2).

Micorrizas: a relação simbiótica entre os fungos e as raízes

Uma zona de esgotamento de nutrientes pode se desenvolver quando há rápida absorção da solução do solo, baixa concentração de nutrientes, baixa taxa de difusão ou baixa umidade do solo. Essas condições são muito comuns; portanto, a maioria das plantas depende de fungos para facilitar a absorção de minerais do solo. Os fungos formam associações simbióticas chamadas micorrizas com as raízes das plantas, nas quais os fungos estão realmente integrados na estrutura física da raiz. Os fungos colonizam o tecido vivo da raiz durante o crescimento ativo da planta.

Por meio da micorrização, a planta obtém principalmente fosfato e outros minerais, como zinco e cobre, do solo. O fungo obtém nutrientes, como açúcares, da raiz da planta (Figura 3). As micorrizas ajudam a aumentar a área de superfície do sistema radicular da planta porque as hifas, que são estreitas, podem se espalhar além da zona de depleção de nutrientes. As hifas podem crescer em pequenos poros do solo que permitem o acesso ao fósforo que, de outra forma, não estaria disponível para a planta. O efeito benéfico na planta é melhor observado em solos pobres. O benefício para os fungos é que eles podem obter até 20% do carbono total acessado pelas plantas. As micorrizas funcionam como uma barreira física aos patógenos. Também fornece uma indução de mecanismos de defesa generalizados do hospedeiro e, às vezes, envolve a produção de compostos antibióticos pelos fungos.

Existem dois tipos de micorrizas: ectomicorrizas e endomicorrizas. As ectomicorrizas formam uma bainha densa e extensa ao redor das raízes, chamada de manto. As hifas dos fungos estendem-se do manto ao solo, o que aumenta a área de superfície para absorção de água e minerais. Este tipo de micorriza é encontrado em árvores florestais, especialmente coníferas, bétulas e carvalhos. As endomicorrizas, também chamadas de micorrizas arbusculares, não formam uma bainha densa sobre a raiz. Em vez disso, o micélio fúngico está embutido no tecido da raiz. As endomicorrizas são encontradas nas raízes de mais de 80% das plantas terrestres.


Qual é a diferença entre organismos autotróficos e heterotróficos?

Nós explicamos que qual é a diferença entre Organismos Autotróficos e Heterotróficos? com os exemplos de Organismos autótrofos e heterótrofos. Além disso: Definições e produção de energia em detalhes para fácil compreensão.

Você sabe como os seres que vivem na Terra se alimentam e obtêm energia? Sabemos que os animais obtêm energia quando comem, mas o que acontece, por exemplo, com algas ou outros seres que não têm boca e sistema digestivo?

Vamos ver qual é a definição de seres autotróficos e heterotróficos , a diferenças entre nutrição autotrófica e heterotrófica e alguns exemplos para entender melhor. Continue lendo o artigo para saber mais sobre os seres que povoam nosso planeta!


Bem-vindo ao mundo vivo

É a oxidação parcial (decomposição) de glicose a 2 moléculas de ácido pirúvico (C 3 H 4 O 3) na ausência de O 2. Ocorre em citoplasma de todos os organismos vivos.

Seu esquema foi dado por Gustav Embden, Otto Meyerhof e J. Parnas. Portanto, também é conhecido como Via EMP.

Em anaeróbios, é o único processo respiratório.

Nas plantas, a glicose é derivada de sacarose (produto final da fotossíntese) ou do armazenamento carboidratos. A sacarose é convertida em glicose e frutose por uma enzima, invertase.Esses 2 monossacarídeos entram prontamente na via glicolítica.

A glicose e a frutose são fosforiladas para formar glicose-6-fosfato pela enzima hexoquinase. É então isomerizado para produzir frutose-6-fosfato. As etapas subsequentes do metabolismo da glicose e da frutose são as mesmas.

Inclui 10 passos sob o controle de diferentes enzimas.

  • Na conversão de glicose em glicose 6-fosfato.
  • Na conversão de frutose 6-fosfato em frutose 1, 6-difosfato.

PGAL é oxidado e com fosfato inorgânico é convertido em 1,3-bisfosfoglicerato (BPGA). Durante isto, 2 equivalentes redox (2 átomos H) são removidos de PGAL e transferidos para NAD + formando NADH + H +.

BPGA torna-se Ácido 3-fosfoglicérico (PGA) produzindo energia. Essa energia é capturada pela formação de ATP.

O ATP também é formado quando o PEP converte para Ácido pirúvico.

Na glicólise, 4 moléculas de ATP são sintetizados diretamente a partir de uma molécula de glicose.

Ácido pirúvico (piruvato) é o principal produto da glicólise. Seu destino metabólico depende da necessidade celular.


Parte 3: Perspectiva da planta sobre sementes, sexo e micróbios

00: 00: 12.17 Ok.
00: 00: 13.17 Meu nome é Ian Baldwin e estou muito satisfeito por dar a Parte 3 de uma palestra intitulada Estudar
00: 00: 20.05 as interações ecológicas de uma planta no genoma. na era da genômica.
00: 00: 24.20 Nas Partes 1 e 2, apresentei uma história curta e tendenciosa desse campo muito interdisciplinar de herbívoros
00: 00: 31.12 interações, e também falei muito sobre o sistema modelo com o qual trabalhamos, Nicotiana
00: 00: 35.14 attenuata, e como lida com o ataque de um herbívoro tolerante à nicotina.
00: 00: 40.07 Nesta palestra, vou falar sobre como a planta utiliza, bem, sexo e
00: 00: 46,24 micróbios para poder proteger suas sementes e tentar. tente apresentar isso em uma evolução
00: 00: 52,17 contexto.
00: 00: 53,24 Estamos trabalhando nesta planta, Nicotiana attenuata.
00: 00: 56.19 Cresce no Deserto da Grande Bacia dos Estados Unidos.
00: 00: 59.09 É uma planta nativa e, graças ao financiamento paciente e de longo prazo da Max Planck Society,
00: 01: 04.02 desenvolvemos uma caixa de ferramentas muito impressionante, uma caixa de ferramentas molecular para esta planta em particular.
00: 01: 09.15 E transformamos a fábrica em nossos laboratórios na Alemanha, e levamos a fábrica de volta para
00: 01: 14.04 uma estação de campo em Utah para estudar suas interações ecológicas.
00: 01: 19.00 Na Parte 2, falei muito sobre como a planta lida com o ataque deste especialista em particular
00: 01: 24.23 herbívoro, Manduca sexta, e como o herbívoro tem elementos específicos em suas secreções orais,
00: 01: 31.00 seu cuspe, chamados de conjugados de aminoácidos de ácidos graxos.
00: 01: 34.07 Estas são as estruturas, e esses FACs são os sinais que provocam uma série de seis camadas
00: 01: 40.12 de respostas na planta que envolvem defesa, evasão e tolerância.
00: 01: 45.12 E estes são os que eu falei na Parte 2 da palestra.
00: 01: 49.05 Quero começar esta palestra construindo na parte seis, a capacidade da planta de evitar
00: 01: 57.01 este herbívoro em particular mudando os polinizadores.
00: 02: 00.04 Bem, o que te falei da última vez foi que este polinizador, a mãe das larvas,
00: 02: 07.00 é um cara bom porque é um excelente polinizador, mas é. cada vez que poliniza seus néctares
00: 02: 12.00 e põe ovos, e os ovos, claro, eclodem no bandido.
00: 02: 15.19 E a planta surgiu com a solução para resolver este dilema particular de ter
00: 02: 19.20 um mocinho e um bandido no mesmo genoma, trocando o tipo de flores que ele produz.
00: 02: 25.15 Então, normalmente ele produz essas flores abertas à noite, como você pode ver aqui, e essas são
00: 02: 31.03 polinizadas pela mariposa - abrem-se à noite e cheiram à noite e atraem a mariposa
00: 02: 35,17 à noite.
00: 02: 37.02 Mas quando é fortemente atacado pelas larvas dos filhotes da mariposa, a planta começa
00: 02: 43.24 para produzir essas flores abertas pela manhã, aqui, e essas flores abertas pela manhã não são polinizadas
00: 02: 50.07 por mariposas falcão - nem mesmo os atrai porque não cheira à noite - mas sim
00: 02: 54.20 abre de manhã e é polinizada por colibris.
00: 02: 59.01 Bem, os colibris têm esta característica maravilhosa que eles não colocam. eles lei beija-flor
00: 03: 03,16 ovos. eles não botam ovos de mariposa, e assim evita todo o problema de atrair um grande
00: 03: 07.15 herbívoro obtendo bons serviços de polinização.
00: 03: 10,24 Agora, você pode estar se perguntando, por que a planta não sempre faz aquelas flores abertas pela manhã
00: 03: 16.14 em vez daquelas flores abertas à noite e apenas ir com o colibri?
00: 03: 20.11 Bem, pensamos que a razão é porque o colibri não é um outcrosser muito bom.
00: 03: 26.12 Ele gosta de linha de armadilha - ele se move de flor em flor na planta e, portanto,
00: 03: 30.08 em grande parte autofecundando a planta.
00: 03: 32.03 E se você sair e olhar para uma cápsula de semente em uma população natural como esta e
00: 03: 37.07 sequenciar as sementes que estão naquela cápsula de sementes, você descobrirá que há uma terrível
00: 03: 41.04 lote de sementes cruzadas, o que significa que, apesar de ser uma planta autofecundante,
00: 03: 47.01 que esta é uma planta que é perfeitamente capaz de autofecundação, ela não apresenta evidências de endogamia
00: 03: 52.13 depressão, mas no mundo natural faz muitos cruzamentos.
00: 03: 56,23 Agora, por que esse cruzamento é tão importante para esta planta em particular?
00: 04: 00.05 Bem, provavelmente é uma consequência do fato de perseguir incêndios em tempo ecológico, pois
00: 04: 06.04 Eu falei sobre isso na Parte 1 desta palestra.
00: 04: 08.20 E caça o fogo produzindo uma semente que vive no banco de sementes por um longo período de
00: 04: 13,24 vez, nesse intervalo entre disparos.
00: 04: 16.05 Agora, se você vai sobreviver no banco de sementes por um longo período de tempo, é muito
00: 04: 20.19 é melhor ter muitas cópias diferentes de um bilhete de loteria, para esperar que você vá
00: 04: 26.14 para encontrar aquele geno em particular. combinação genotípica que permite que você sobreviva a todos
00: 04: 32.00 as diferentes coisas que podem acontecer nas centenas de anos enquanto você permanece adormecido,
00: 04: 35.16 em comparação a ter muitas cópias da mesma semente, muitas cópias do mesmo bilhete de loteria,
00: 04: 41.11 que é o que acontece quando você se auto.
00: 04: 42.23 Então, pensamos que o cruzamento é muito importante porque fornece o material genético,
00: 04: 48.10 a diversidade genética, que permite sobreviver a este longo intervalo entre disparos.
00: 04: 53.12 Então, nesta palestra, o que vou fazer é falar sobre três elementos que podem ajudar
00: 04: 59.15 esta planta sobrevive a esse intervalo de longo prazo entre os disparos e ainda é capaz de evoluir rapidamente,
00: 05: 06.12 apesar deste componente muito longo da sua fase de vida.
00: 05: 09.08 Vou falar sobre atração de polinizadores, vou falar sobre companheiro pós-polinização
00: 05: 13.09 seleção, vou falar sobre oportunidade. mutualismos oportunistas que a planta desenvolve
00: 05: 20.08 com micróbios que estão no solo.
00: 05: 23.00 E vou começar com a atração do polinizador.
00: 05: 25.07 Mas, para fazer isso, preciso definir um contexto de seleção de parceiros para plantas.
00: 05: 30.06 Agora, as plantas podem selecionar parceiros em dois estágios diferentes, na verdade, em 3 estágios diferentes que
00: 05: 36.00 Vou falar sobre, mas vou apenas descrever as evidências experimentais. evidência
00: 05: 39,15 para dois deles.
00: 05: 40.22 O primeiro estágio pode ser a fase de pré-polinização, quando traz diferentes polinizadores
00: 05: 46.11 que então trará cargas de pólen que têm diferentes tipos de genética. diferente
00: 05: 51.04 composições genéticas.
00: 05: 52.20 E falarei um pouco sobre os traços das flores que selecionam determinados tipos de polinizadores.
00: 05: 58.04 Então, há um estágio de seleção pré-zigótica pós-polinização, e é quando o
00: 06: 05.09 dispositivo de entrega de gametas, que é o primeiro. ele realmente contém. composto por duas partes.
00: 06: 11.09 Sua primeira parte é o carteiro que traz os grãos de pólen para o estigma, e depois
00: 06: 16.15 a segunda parte do dispositivo de entrega de gametas são os tubos polínicos que realmente crescem através
00: 06: 21.00 o estilete e, em seguida, liberar os dois núcleos de esperma que conduzem a fertilização dupla
00: 06: 27.05 que não é necessário para o desenvolvimento da semente, a fertilização do embrião e a fertilização
00: 06: 32,18 do endosperma.
00: 06: 34.09 E então, por último, a terceira arena da seleção de companheiros, sobre a qual não vou falar
00: 06: 39.00 neste, mas eu só queria mencionar, é a seleção de parceiros pós-zigóticos que envolve
00: 06: 43.08 enchimento de sementes diferencial e aborto de sementes, uma vez que as sementes foram fertilizadas - pós-zigótico
00: 06: 49,13 seleção de companheiros.
00: 06: 50,22 Ok.
00: 06: 51,22 Então, para sair. para maximizar o cruzamento, para que você tenha a oportunidade de selecionar
00: 06: 57.16 companheiros, você tem que conseguir polinizadores que visitaram várias plantas diferentes de diferentes
00: 07: 03.08 genótipos, ser atraído por uma flor e depositar esses grãos de pólen no estigma.
00: 07: 08.08 Agora, temos olhado para muitos dos diferentes polinizadores que visitam flores attenuata e
00: 07: 13.07 estamos tentando descobrir se alguns deles fornecem ou não qualidades genéticas diferentes
00: 07: 19,01 material para a flor.
00: 07: 21.02 E o que eu quero fazer é falar um pouco sobre como são aqueles polinizadores em particular
00: 07: 25.04 são manipulados por traços florais, para que possam ser realçados e selecionados pelo
00: 07: 30,18 planta.
00: 07: 31.18 Bem, mencionei que o colibri, ali representado, provavelmente não é um polinizador tão bom
00: 07: 37.17 como a mariposa, simplesmente por causa de seu comportamento de forro de armadilha e em grande parte autofecundação das plantas.
00: 07: 44.17 Mas quero te contar um pequeno truque que a planta realiza para poder melhorar
00: 07: 49.08 serviços de cruzamento deste colibri em particular.
00: 07: 52.02 E aqui temos que olhar para a química do headspace da flor também
00: 07: 56,17 como o néctar.
00: 07: 57.22 E se você olhar cuidadosamente para a química do headspace, verá que há muitos
00: 08: 00.24 moléculas diferentes lá - há picos no cromatograma que são numerados - e
00: 08: 04.08 você notará que a benzilacetona, a molécula da qual falei na Parte 1 desta palestra, como
00: 08: 08.22 bem como a Parte 2 desta palestra, é o principal atrativo floral.
00: 08: 13.19 Mas há outro pico que vem logo após a benzilacetona e isso é surpreendente
00: 08: 17.15 pico porque é um veneno.
00: 08: 19.08 É a molécula de nicotina de que falei na Parte 2.
00: 08: 22.07 E você pode ver que o pico de nicotina é bastante grande no néctar, em particular.
00: 08: 27.13 E isso faz uma pergunta muito interessante: por que você iria querer colocar um veneno no
00: 08: 33.01 muito néctar, a própria recompensa, que você está tentando usar para atrair polinizadores?
00: 08: 39.10 Então, a primeira pergunta que tínhamos era, bem, talvez a nicotina não seja um repelente para beija-flores
00: 08: 44.23 e talvez até a nicotina permita que os colibris se viciem nessas flores?
00: 08: 49.09 E em uma série de experimentos que Danny Kessler e eu fizemos com tecnologia extremamente alta,
00: 08: 53.20 Equipamento de nível Max Planck que envolvia tambores de óleo e flores de lírio de Páscoa, pudemos
00: 09: 00.05 para mostrar muito bem que, dentro da faixa de concentração de nicotina no néctar, é muito
00: 09: 06.22 claro que a nicotina é um repelente para colibris e também pudemos demonstrar que
00: 09: 12.09 Beija-flores não se viciam em nicotina, ao contrário do ser humano.
00: 09: 18.04 E se você olhar para as concentrações de nicotina no néctar de plantas de 10 diferentes
00: 09: 25.00 populações, e aqui você está vendo dados de cinco plantas de dez populações, com o
00: 09: 29,23 média e erro padrão de seis flores de cada uma das cinco plantas das dez
00: 09: 35.18 populações diferentes, você vê que as concentrações variam em todo o lugar, mas há uma grande
00: 09: 41.10 fração das flores que estão produzindo concentrações repelentes aos beija-flores
00: 09: 47.03 e alguns deles chegam a produzir concentrações bastante tóxicas.
00: 09: 51.00 E se você olhar mais de perto, dentro de uma determinada inflorescência, você encontra a explicação para
00: 09: 55.09 por que as barras de erro padrão nesse gráfico são tão grandes.
00: 09: 59.18 E a razão é que as flores dentro da inflorescência têm uma distribuição aleatória
00: 10: 04.20 de nicotina no néctar.
00: 10: 07.06 Há uma flor realmente venenosa, geralmente, em uma inflorescência típica, enquanto a outra
00: 10: 12.18 alguns não são tão ruins, e não há previsibilidade para onde esse veneno em particular
00: 10: 18,18 flor é.
00: 10: 20.02 E isso afeta o comportamento do beija-flor de uma forma muito característica, porque eles contam
00: 10: 24.18 muito bem quando eles não gostam de um néctar - eles basicamente sondam e depois voltam
00: 10: 30,12 fora e cuspir e eles voam para longe.
00: 10: 33.00 E aí vem um colibri voando, forro de armadilha, atingindo uma flor envenenada, aí,
00: 10: 37.11 e, em seguida, pulando para outra planta.
00: 10: 39.03 E formulamos a hipótese, por ter uma flor envenenada aleatoriamente em uma inflorescência, a planta
00: 10: 45.10 é capaz de obter melhores taxas de cruzamento com esses colibris de cruzamento relativamente pobres
00: 10: 51,18 polinizadores.
00: 10: 52.18 Então, conduzimos um experimento.
00: 10: 53.18 O experimento foi muito simples.
00: 10: 54.18 Simplesmente transformamos as plantas para que pudéssemos silenciar a produção de nicotina e nós
00: 10: 59.02 flores anterectomizadas para que as flores só recebessem pólen se fossem visitadas por
00: 11: 05.11 um colibri, e para garantir que cobríssemos as plantas à noite, e só as tivéssemos
00: 11: 09.20 expostos durante o dia - fizemos isso em duas populações nativas - e então genotipamos
00: 11: 15.09 todas as sementes produzidas a partir dessas flores que foram polinizadas e fertilizadas por
00: 11: 19.12 aqueles colibris.
00: 11: 20,22 E. e os resultados são muito claros.
00: 11: 23,12 Para. para plantas, para flores que estavam produzindo nicotina e tinham aquela flor venenosa aleatória
00: 11: 29.04 no buquê, eles tinham significativamente mais pais criando suas sementes do que as flores
00: 11: 36.06 que não produzia nicotina.
00: 11: 38.08 Então, o néctar com nicotina aumenta as taxas de cruzamento.
00: 11: 41.15 Então, acho que está bastante claro que não devemos pensar no néctar como simplesmente
00: 11: 46.11 apenas a solução de sacarose e glicose e frutose que é uma recompensa. para pagar o
00: 11: 53,01 carteiro com.
00: 11: 54.15 Devemos considerar todos os outros metabólitos que ocorrem frequentemente em soluções de néctar
00: 11: 58.17 e pense sobre eles no contexto. muito semelhante ao contexto do segredo
00: 12: 03.08 fórmulas de muitos fabricantes de refrigerantes, a saber, para manipular a forma como o consumidor se comporta,
00: 12: 08.24 e a planta está, obviamente, usando química para ser capaz de otimizar o cruzamento e resolver
00: 12: 14.20 todos os outros problemas que a polinização acarreta.
00: 12: 17.17 Agora, além de usar a química, uma planta também usa sua morfologia, seu movimento.
00: 12: 23.18 E aqui você vê um vídeo de lapso de tempo de uma flor que sofre um comportamento de movimento de início
00: 12: 31.00 na baixa durante o início da noite e, em seguida, lentamente para cima, aumentando seu ângulo, abrindo
00: 12: 38.02 sua corola, cheirando, passando por antese, e depois se preparando para receber seu favorito
00: 12: 44,16 polinizador.
00: 12: 46.17 E esse movimento acaba por ser circadiano, acontece diariamente para os três
00: 12: 51,12 dias que uma flor está aberta.
00: 12: 53.14 Acontece que é controlado pelo relógio da planta - há um pequeno relógio no pedicelo
00: 12: 57,19 da flor que controla esse comportamento de movimento.
00: 13: 00.18 Não vou falar sobre isso agora, mas quero abordar a questão sobre por que
00: 13: 04.19 essas flores ondulam, por que eles têm esse comportamento de ondulação.
00: 13: 07.23 Agora, novamente, usando um tipo de equipamento de nível muito técnico de Max Planck, Danny Kessler e Felipe
00: 13: 14.07 Yon pegou canudinhos de refrigerante que eles conseguiram no McDonald's e os usou para amarrar as flores
00: 13: 22.10 em posições particulares - no alto como uma flor estaria à noite, na horizontal
00: 13: 27.20 como seria à tarde, e depois para baixo como seria no meio-dia - e então
00: 13: 31.11 simplesmente permitiu que uma mariposa-falcão polinizasse e interagisse com essas flores que haviam sido
00: 13: 37.19 anterectomizado - foi feita uma incisão para retirar os grãos de pólen.
00: 13: 41.05 E, como você pode ver, se as flores estão em sua posição para cima, a mariposa do falcão é capaz
00: 13: 46.09 para polinizar e acessar as flores, e a flor seria capaz de amadurecer sementes e cápsulas
00: 13: 52,14 como faria normalmente.
00: 13: 53.21 Agora, eu disse a você na Parte 1 que a mariposa-falcão usa esta sensila sensorial no final daquele
00: 13: 59.14 probóscide muito longa que você pode ver aqui para encontrar seu caminho para a flor usando o
00: 14: 06.03 perfume floral que não atua apenas como uma atração à distância. atraente, mas também muito
00: 14: 11.22 um sinal de curta distância que permite à mariposa encontrar o buraco da flor.
00: 14: 15.10 Agora estou dizendo a vocês que há uma camada adicional para essa interação, que a flor
00: 14: 20.16 basicamente tem que levantar para que a mariposa possa entrar - é muito parecido com Dirty Dancing.
00: 14: 26.22 A flor está usando esse comportamento de movimento para filtrar outros polinizadores de modo que seja
00: 14: 32.08 polinizado principalmente por seu favorito, esta sexta de Manduca.
00: 14: 36,13 Ok.
00: 14: 37.13 Portanto, há claramente muitas outras maneiras pelas quais as plantas podem ser. flores podem ser manipuladoras
00: 14: 42.19 e escolher um tipo particular de polinizadores e polinizadores podem estar entregando diferentes
00: 14: 47.23 cargas de pólen de diferentes qualidades genéticas, mas simplesmente não sabemos muito sobre isso.
00: 14: 52,05 Agora, quero passar para o próximo estágio no potencial de seleção de parceiros em flores,
00: 14: 56.18 e essa é a pós-polinização, as possibilidades pré-zigóticas, e falar sobre o papel
00: 15: 02.16 esse etileno, um fitohormônio vegetal, que ele desempenha nesse processo.
00: 15: 08.05 E vou começar com duas plantas que sequenciamos, que ocorrem no oposto
00: 15: 14.09 lados do Grand Canyon: um ao norte do Grand Canyon, chamamos de Utah Lady
00: 15: 19,22 e um ao sul do Grand Canyon, que chamamos de Arizona Lady.
00: 15: 23.12 Os genomas de ambos teriam sido lançados recentemente.
00: 15: 28.02 E basicamente pedimos a estas duas senhoras que nos contassem o que pensam sobre vários homens
00: 15: 33.22 de Utah e Arizona.
00: 15: 35.07 E vou apenas dar-lhes os dados, hoje, sobre as preferências de mate dos homens de Utah
00: 15: 43.09 destas duas senhoras em particular.
00: 15: 44.24 Agora, quando essas duas senhoras em particular foram questionadas, em experimentos de polinização de pólen misto,
00: 15: 51.01 onde todos os homens tinham números iguais de grãos de pólen colocados no estigma, para escolher e
00: 15: 56.24 você pode ver que a senhora de Utah fez uma escolha muito particular e claramente tinha o Sr.
00: 16: 05.04 G2 de Utah como favorito e não gostou nada do G10, enquanto a senhora do Arizona
00: 16: 10.19 gostou do G10 e não teve nenhuma preferência e não gerou nenhuma semente com o G2.
00: 16: 17.04 E essas preferências para G2 e G10, respectivamente, entre as duas mulheres, eram consistentes em
00: 16: 22,23 anos de 2008 a 2010, e uma série de réplicas diferentes em 2010 com muitos
00: 16: 28.21 diferentes gerações filiais dos homens.
00: 16: 31.20 E você pode ver que essas são escolhas de parceiros muito consistentes por parte dessas duas flores.
00: 16: 38.09 dois tipos de flores.
00: 16: 40.06 Agora, o que é interessante sobre essas escolhas em particular, se apenas voltarmos para a senhora de
00: 16: 43.23 Utah, que gosta de G2, se ela colocar G2 em seu estigma, ela fecha o anúncio
00: 16: 51.16 - ela não cheira mais, produz esse perfume de benzilacetona para atrair polinizadores, e ela vai
00: 16: 56.21 adiante e gera um grande número de suas sementes, 28% delas, com a fonte de pólen G2.
00: 17: 03.04 Se, por outro lado, ela receber principalmente a fonte de pólen desfavorável G10, ela continua
00: 17: 09.12 para anunciar - ela continua a emitir aromas florais, talvez na esperança de poder trazer
00: 17: 13.13 em um de seus grãos de pólen favoritos.
00: 17: 15,16 Ok.
00: 17: 16.16 Agora, você pode estar se perguntando, já que estamos fazendo esses experimentos com antherectomized
00: 17: 19,19 flores que não têm todo esse eu. potencial para autopolinização, você se pergunta se ou
00: 17: 24.14 não sendo o mesmo parceiro, as preferências podem ocorrer com muito pólen próprio e, de fato, eles
00: 17: 28,21 faça.
00: 17: 29.21 Se você não as anterectomizar, é claro que obterá um grande número de sementes autopolinizadas
00: 17: 33.19 - então, a autopolinização é uma espécie de backup, um cobertor de segurança - mas eles ainda mostram
00: 17: 37.11 aquelas preferências bem distintas para G2, se você for a senhora de Utah.
00: 17: 42.01 Agora, você também pode estar pensando que, bem, talvez esses homens apenas sejam. alguns deles são
00: 17: 47.01 fracos e não são muito bons em gerar sementes.
00: 17: 50.08 Então, fizemos um monte de experimentos com polinização de genótipo único, dando a cada um dos
00: 17: 54.24 26 homens uma oportunidade de polinizar sementes em ambos os contextos genéticos, e transforma
00: 17: 59.13 que todos eles são homens perfeitamente viáveis.
00: 18: 02.24 Eles são perfeitamente capazes de produzir tubos polínicos e sementes fertilizadas que são perfeitamente
00: 18: 06,24 valioso e fecundo.
00: 18: 08.16 Então, não há nada de errado com os homens.
00: 18: 10.21 É realmente uma questão de escolha das mulheres.
00: 18: 13,09 Agora, há outro componente desse processo que eu preciso falar sobre.
00: 18: 18.05 Quando uma carga de pólen mista chega e há um dos grãos de pólen favoritos nessa mistura
00: 18: 23.07 problema de carga, a planta responde muito rapidamente depois que o pólen é depositado no estigma
00: 18: 28.13 com uma pequena explosão de etileno, esse fitohormônio.
00: 18: 32.03 E o estouro do etileno é diretamente proporcional à preferência da fêmea pelas parceiras
00: 18: 38.18 que foram depositados no pólen.
00: 18: 40.14 Assim, a explosão de etileno é um prenúncio de futuras preferências de companheiro, uma vez que os tubos polínicos são
00: 18: 46.09 crescido e a fertilização ocorre.
00: 18: 48.18 Agora, temos a capacidade, geneticamente, de anular o processo de sinalização do etileno.
00: 18: 53.02 Podemos fazer isso de duas maneiras: podemos fazer plantas que são mudas de etileno, porque elas não podem
00: 18: 56.16 falam etileno, eles não podem produzir etileno - então fazemos isso desativando um gene chamado
00: 19: 00.19 ACC oxidase - e também podemos fazer plantas etileno surdas, que não conseguem ouvir etileno, porque
00: 19: 06.16 conseguimos anular a percepção, o receptor pelo qual o etileno é percebido
00: 19: 11,12 nas plantas, expressando um ETR1.
00: 19: 15.00 E nessas duas plantas que são geneticamente incapazes de produzir ou perceber etileno,
00: 19: 20.19 a explosão do etileno é revogada, as plantas continuam, mesmo quando polinizadas, a
00: 19: 26.02 produzem o perfume floral, eles anunciam e anunciam, e o que é mais interessante é
00: 19: 30.12 que cada grão de pólen depositado no estigma desenvolve um tubo polínico, e com sucesso
00: 19: 36.09 fertilizantes sementes em proporção direta ao número de grãos de pólen colocados no
00: 19: 40,03 estigma.
00: 19: 41.03 Então, isso novamente diz a você que não há nada de errado com esses homens, é tudo um processo de
00: 19: 45.23 a escolha do companheiro pré-zigótico acontecendo aqui. nos tecidos estilísticos.
00: 19: 51.07 E você pode mostrar isso muito bem, pegando todos os homens que tínhamos do Arizona, Utah,
00: 19: 55.21 fazendo uma grande polinização mista com números iguais de grãos de pólen e polinizando o
00: 20: 00.07 plantas surdas de etileno, e você pode ver que o número de sementes produzidas aqui realmente reflete
00: 20: 04.17 praticamente a distribuição dos grãos de pólen no estigma, de novo.
00: 20: 08.00 Ok.
00: 20: 09.00 Agora, a grande questão é. essas mulheres têm muito específico e consistente
00: 20: 16,16 preferências de escolha do companheiro. essas preferências são adaptativas?
00:20:20. Em outras palavras, a fêmea pode realmente escolher bons companheiros contra maus companheiros?
00: 20: 25.07 Agora, como você faz isso?
00: 20: 27.06 Bem, uma maneira de fazer isso é descobrir se os parceiros que eles escolheram geraram sementes
00: 20: 33.15 que vivem mais no banco de sementes e são capazes de crescer e se tornar uma prole viável quando o
00:20:38.12 seed bank finally gets activated.
00:20:39.23 So, we've been testing that hypothesis over the last almost 15 years, creating seed bags.
00:20:45.21 seed banks all over Utah with various combinations of seeds, and testing and looking at all the
00:20:51.15 different mortality agents of the seeds, because the seeds are attacked by fungi and other
00:20:55.09 types of bacteria as they lie there in the seed bank.
00:20:58.11 And. and this process is one where we wanted to see whether or not the preferences that
00:21:05.07 the females were making were also producing offspring that lived longer in the seed bank.
00:21:12.06 So, remember the lady from Utah?
00:21:14.12 She likes, when she's given a choice amongst these 11 men from Utah, she likes G2.
00:21:21.11 And it turns out that G2, when you bury those seeds in the seed banks, they survive much
00:21:26.11 better than the other ones -- hey survive better in mixed pollinations they survive
00:21:30.02 better in single pollinations.
00:21:31.22 And remember that lady from Arizona?
00:21:33.08 She liked G10.
00:21:34.20 And G10 survives much better in at least two of the. two of the burial sites much better
00:21:40.08 in single and as well as a mixed pollinations.
00:21:42.16 So, it's pretty clear that the selected mates survive better in those seed banks, and we
00:21:48.05 can infer from that that this mate choice is adaptive.
00:21:52.05 Now, we don't really have any idea how the females are able to make these adaptive mate
00:21:57.19 choices amongst the men.
00:21:59.08 But we want to maybe think a little bit about what happens in animal systems.
00:22:03.00 In animals, the gamete delivery system that we call males is a diploid, and sometimes
00:22:10.19 these diploids end up being selected by females to have very particular types of behavior.
00:22:16.13 They have certain exaggerated traits like you've seen in the pictures in the background.
00:22:21.03 Sometimes they have exaggerated fighting behaviors, where they display their strength and virility,
00:22:25.21 and then females. and then they're supposed to be watching these behaviors and making.
00:22:29.10 saying, well, maybe I can infer that the genetic quality of a particular mate that is dominant
00:22:35.19 in these. in these behaviors it's a good person to be. a good mate to be mating with.
00:22:42.07 And Darwin recognized this as sexual selection in a very important paper in 19. in 1871.
00:22:49.21 And he inferred from the basic principles of how we define male and female that sexual
00:22:58.06 selection should be a very important evolutionary process, simply because we defined females
00:23:04.01 as being the ones that make the big, expensive, and few gametes, and we define males as the
00:23:09.02 one that makes the many, small, inexpensive gametes, that there's going to be male-male
00:23:12.24 competition and female choice, and that there's going to be selection on males and females
00:23:19.02 by the other sex.
00:23:20.18 Now, let's think about mate choice in plants.
00:23:24.15 And there are basically two parts to the gamete delivery system.
00:23:28.08 There's part one when the pollinator brings the mixed load into it, and we've just talked
00:23:32.07 about how different floral traits could maybe select for different types of pollinators
00:23:36.06 they may be bringing different quality mates to the stigma.
00:23:43.07 But then there's part two, which I think is much more interesting.
00:23:47.15 Part two is when the pollen tubes grow down and deliver the two sperm nuclei for the double
00:23:53.02 fertilization that occurs in the most angiosperm reproductive systems: the fertilization of
00:24:00.00 the embryo and the fertilization of the endosperm to finally form the seed.
00:24:05.00 Now, that pollen tube that delivers those two sperm nuclei is haploid, unlike the diploid
00:24:12.03 mate. gamete delivery system that we call males in animals.
00:24:17.05 It's haploid and that haploid pollen tube is stripped of all its epigenetic modifications
00:24:23.11 and expresses over 90% of the transcriptome of the genome of a potential mate before fertilization.
00:24:32.23 And this means that a female plant has the ability to get an unvarnished analysis of
00:24:41.05 the heritable genetic quality of a mate before committing to a fertilization.
00:24:46.17 And this contrasts with what a female animal has to do, who has to make a decision based
00:24:51.21 on the behavior and phenotype of a diploid.
00:24:53.18 And we all know that diploids are liars because they can hide recessive alleles by their diploid
00:24:59.15 state.
00:25:00.15 And this it means that pre-zygotic mate choice in a plant could make mate choice in animals
00:25:06.06 look like a blind date.
00:25:07.24 Now, let's think about, what are the traits that females may be selecting on when they're
00:25:14.09 making this pre-zygotic mate selection?
00:25:17.00 Now, we know that these seeds live in the seed bank for a long period of time, we know
00:25:21.02 that they sit there and wait and they have a circadian clock that tells them to wake
00:25:25.02 up, and listen for, and smell particular cues, and then decide whether or not they're going
00:25:28.08 to either stay dormant or grow again.
00:25:30.24 They're going to stay dormant if there is an unburned vegetation above them that's leaking
00:25:34.15 a bunch of chemicals, particularly terpenoids and abscisic acid.
00:25:38.09 That activates abscisic acid signaling in the seed and it prevents the seeds from germinating
00:25:42.18 -- it keeps them nice and dormant, quiet they're still in that Sleeping Beauty stage.
00:25:46.11 But, if a fire comes along, pyrolyzes all those molecules, creates a bunch of signals
00:25:51.03 that are carotenoids plus some phenolics that stimulate gibberellin signaling, and cause
00:25:56.05 to then. the seeds to then germinate.
00:25:59.13 Now, we wanted to see, what all the traits were that were correlated with those mate
00:26:04.21 selection.
00:26:05.21 And one of the traits that came out in this analysis is that there's a protease inhibitor
00:26:09.09 that I talked about in Part 2 of this series, which is strongly selected for.
00:26:15.15 And the lady from Utah turns out to produce lots of this protease inhibitor and the lady
00:26:19.19 from Arizona turns out to have a nonsense-mediated decay, where this prote. protease inhibitor
00:26:25.11 transcript is degraded and the concentrations are pretty low in seedlings.
00:26:30.01 It's an important defense trait for established seedlings and plants, but we don't really
00:26:35.08 know what this protease inhibitor is doing in the. umm. seed as it lives through
00:26:40.14 the seed bank.
00:26:43.03 What we do know is that if we take. we manipulate protease inhibit production, either from just
00:26:48.12 the natural nonsense-mediated decay of the Utah and Arizona, or by transforming plants.
00:26:54.16 so, we take the Arizona nonsense-mediated decay gene and we remove that from the Arizona
00:26:59.22 plant and replace it with the Utah gene, which works, and we do the opposite, where we silence
00:27:04.18 the Utah gene in the genotype, we get also high and low protease-inhibitor-producing
00:27:09.20 plants, and we take seeds from those, as well as the mate-selected ones, and we bury them
00:27:13.24 in four different places in Utah, and we see that every single time the plants that are
00:27:19.12 producing high levels of protease inhibitor survive better in the seed bank than the ones
00:27:23.18 that are producing low levels of protease inhibitor.
00:27:25.16 Now, we don't really know what this produce inhibitor is doing.
00:27:28.21 And it's probably a complicated process, and it probably also involves another component,
00:27:34.03 which is the third component of this talk, which is the business of acquiring microbiomes.
00:27:39.20 We know that Nicotiana attenuata seeds, when they're created, they're born, they're born
00:27:43.20 sterile.
00:27:44.21 They have no microbiome.
00:27:46.18 But as soon as they germinate and they stick their hypocotyl out into the soil, they start
00:27:51.16 to acquire, from that amazing marketplace of different types of microbes that live in
00:27:57.19 the soils of native places in Utah, they acquire particular individual microbes that they carry
00:28:05.05 with them, they harbor, they feed, they cultivate, and they carry them right on through to the
00:28:09.15 end of their lives.
00:28:10.23 And we know that this is a very robust microbiome.
00:28:13.13 It's a microbiome that's robust to geographic variation, it's robust of mycorrhizal associations,
00:28:19.06 so that that the business of whether or not they're. they're establishing mutualisms
00:28:23.09 with mycorrhizal fungi are not something we've been able to test by using mycorrhizal knockout
00:28:28.04 lines, that you can see in this particular reference listed at the bottom.
00:28:32.09 That doesn't influence the composition of the microbiome.
00:28:35.09 And it's also robust to the defense signaling pathway that I talked about in some detail
00:28:41.12 in Part 2 of this talk, namely the jasmonate defense signaling pathway that's so important
00:28:46.10 for protecting plants against herbivores.
00:28:48.15 If you have defenseless plants, they still have the same microbiome, basically, the same
00:28:52.22 core microbiome in the plants.
00:28:55.03 Now, what is interesting is that there is one phytohormone signaling pathway which dramatically
00:29:01.03 influences the microbiome.
00:29:02.18 And that is the ethylene signaling pathway.
00:29:05.02 And if you take the same two ethylene-abrogated plants that I told you about earlier -- the
00:29:10.16 ethylene deaf plants and ethylene mute plants -- and you do inoculation experiments one
00:29:15.14 at a time with the different natural bacterial species that they acquire, they allow anyone
00:29:21.00 to come in.
00:29:22.00 So, in other words, ethylene signaling basically controls the plants immigration policy for
00:29:27.16 the bacterial microbiome that it. that entails.
00:29:33.11 Now, we know that these bacteria can function in important ways for plant fitness as single
00:29:39.15 bacteria.
00:29:40.15 We know that there's certain bacteria like this Bacillus megaterium that we call V55
00:29:44.10 that plays a very important role in reducing sulfur for the plant when they're sulfur-deficient,
00:29:48.16 and supplying that reduced sulfur in terms of a volatile compound called DMDS that supplies
00:29:54.07 sulfur deficiencies, particularly when the plant is sulfur-deficient because of an overactive
00:29:59.24 Yang cycle, which produces ethylene.
00:30:02.20 And you can read about in those references down there.
00:30:05.03 But plants in the real world don't acquire just one bacterial species they acquire consortia
00:30:12.01 of bacterial species.
00:30:13.13 And we've learned very recently that these consortia of bacteria play a very important
00:30:18.11 role in protecting plants against fungal diseases.
00:30:21.22 The plant, there, on the right, is a plant that does not have its microbiome and is attacked
00:30:26.20 by a native fungal disease of Alternaria and Fusaria, while the one on the left has its
00:30:31.07 native bacterial microbiome and is protected.
00:30:34.17 And what we learned about this process, primarily through an accident. because for almost
00:30:39.11 15 years of planting transgenic plants in Utah, in order to meet APHIS regulations,
00:30:44.13 we have been taking plants that were basically sterile from Germany and planting them into
00:30:49.24 the field site in Utah.
00:30:51.08 And our planting procedure means that the plants were not able to acquire their natural
00:30:56.06 microbiome from the soil until day 33, which is a very long time to be not able to get
00:31:04.02 that very important set of mutualists to you.
00:31:06.12 It's very much like babies who are cesarean-born rather than being vaginally delivered.
00:31:11.21 Cesarean-born babies take a much longer time to acquire their intestinal microbiome that's
00:31:16.12 so important for their immunocompetence.
00:31:19.05 And we were just basically, by planting the plants as sterile out into the field at day
00:31:23.10 33, putting them in a very vulnerable position, which caused them to suffer from this black
00:31:27.09 death disease, and we have a paper in the Proceedings just last year -- Proceedings
00:31:31.09 of the National Academy -- that shows just how effective five bacteria. five native
00:31:37.04 bacteria. and if we just inoculate them at the seedling stage, they're able to protect
00:31:41.13 the plants much more effectively than fungicides and all sorts of cultivation techniques that
00:31:46.14 we've tried that you can read about in that paper if you care about it.
00:31:49.20 Now, we're just beginning to learn about where this microbiome exists and Rakesh Santhanam,
00:31:55.01 who is the genome-enabled field biologist number 52 from the department, who just defended
00:32:01.20 his thesis, has developed some beautiful techniques to visualize these particular microbiomes
00:32:07.03 and, using FISH hybridization techniques, can image exactly where a particular taxa
00:32:13.03 of bacteria is existing on the root surface.
00:32:15.23 And what. what those images are telling us is that they're growing on the root surface
00:32:19.20 and interlacing and interconnecting in sort of diffuse manners and seem to be fed. tu
00:32:24.19 can see these little spots of red or green or blue that are particular taxa of bacteria
00:32:29.22 that are growing at a very particular location. and it looks like they're being fed by complex
00:32:34.12 carbohydrates exuded from the root.
00:32:36.10 So, again, going back to the baby analogy, babies, when they drink mother's breast milk,
00:32:42.14 are very much enhanced in their microbiome, because the breast milk contains very complex
00:32:49.11 carbohydrates that only the beneficial bacteria that are good for the baby's immune system
00:32:53.21 can grow on.
00:32:55.00 That's why breast milk is so good for babies.
00:32:57.12 And we think that, perhaps, roots are doing the same thing -- they're producing complex
00:33:01.03 carbohydrates that are encouraging certain bacterial taxa and not others.
00:33:07.02 This is definitely for the future to go at.
00:33:09.02 So, the take-home message here is that, while it's great to have a genome of this plant,
00:33:15.11 and it's wonderful to be able to see how the various sorts of traits that we've learned
00:33:19.05 are important for the natural history of this plant are embedded in that genome, we can
00:33:23.07 see the signatures of it, it's also clear that we're going to have to be taking much
00:33:27.22 more attention to the attenuata's extended genome, namely that of the microbes that it
00:33:33.24 develops mutualistic associations with that are opportunistic with every time they germinate
00:33:38.15 in the soil.
00:33:40.02 And it should also be clear from what I've told you that there is another way that a
00:33:45.20 plant can solve some of its adaptation constraints.
00:33:49.23 For everybody who grew up learning about evolutionary biology from the new synthesis, we had this
00:33:55.05 particular metaphor of constraints on adaptive fitness for a plant.
00:34:01.15 These are fitness landscapes, where fitness is on the y axis and different combinations
00:34:06.07 of nuclear genes are on the x and z axes, and you can see that there's some particular
00:34:11.02 peaks in those fitness landscapes that selection would drive organisms up to the top of these
00:34:16.10 peaks, but then not be able to traverse those crevasses to other peaks, as a consequence
00:34:21.08 of the genetic constraints in the organism's genome.
00:34:24.23 Well, what I've told you about are two ways in which there may be solutions for organisms
00:34:30.20 to be able to traverse these crevasses.
00:34:33.13 One of them is by adopting a mutualistic association to solve a particular fitness problem, like
00:34:40.02 acquiring a microbiome which allows you to then, you know, become much more resistant
00:34:44.21 to fungi or solve your sulfate reduction problems.
00:34:47.19 And also, if you grow in a genetically diverse population, which is exactly what attenuata
00:34:52.10 does, by. through rapid haploid selection during the mating process, you might be able
00:34:58.02 to acquire their alleles, that allow you to then traverse those crevasses in the adaptive
00:35:03.14 landscape.
00:35:04.14 So, I think there's much to be learned about how an organism that might have a very long
00:35:10.23 life cycle, because of a long dormancy period, is still able to evolve very rapidly, select
00:35:17.11 for alleles that might optimize its fitness, and select for microbiomes that allow it to
00:35:22.01 short-circuit some of the genetic constraints.
00:35:23.21 So, when you have a plant that grows in populations that are very, very genetically diverse, because
00:35:30.00 when fires swing through they recruit seed banks that are not only last year's seeds,
00:35:35.16 but also seeds from 10 years ago and 100 years ago, you have a lot of diversity there, and
00:35:40.23 if you can select that out, the best alleles out of those very diverse populations, through
00:35:45.22 the mating process, you may be able to optimize your fitness for the long haul.
00:35:52.15 And another point I wanted to make is that I've told you that ethylene signaling plays
00:35:56.17 an important role for harmonizing a plant's phenotype with the environment -- that's something
00:36:00.16 lots of people know.
00:36:01.17 I've also told you that ethylene signaling plays an important role in recruiting the
00:36:05.04 microbiome that's important for the opprotu. for the opportunistic mutualisms.
00:36:09.02 And, also, ethylene signaling plays an important role in the mate selection process.
00:36:13.12 So, a lot of our laboratory's future research will be to understand the role that ethylene
00:36:19.13 signaling plays in this rapid adaptation process.
00:36:23.22 So, I've now come to the end of Part 3 and I hope that the main take-home message of
00:36:31.22 these. these three-part talks is how wonderful it is to be a biologist in this particular
00:36:38.17 time, how wonderful it is to be a genome-enabled field biologist.
00:36:42.13 That allows you to utilize all the amazing molecular and chemical techniques that we
00:36:50.04 can use to manipulate phenotypes at a time when we still have some interesting natural
00:36:55.09 history left on the planet to explore.
00:36:58.16 Thank you for your attention.
00:36:59.20 And I also want to thank all the people who of course fund this work, Brigham Young University
00:37:04.17 particularly for the use of their nature preserve, where we do the releases, for all the many
00:37:09.22 talented photographers who have provided photographs for these talks, and particularly
00:37:14.12 Gundega Lapina, who has done an enormous help in supporting the production of this. of these talks.
00:37:20.09 And for all the scientists in the group who have provided some unpublished data that I've
00:37:24.11 talked about.
00:37:25.11 Thank you for your attention.

  • Part 1: A Short Biased History of an Interdisciplinary Field

Plantas Insetívoras

Figure 3. A Venus flytrap has specialized leaves to trap insects. (credit: “Selena N. B. H.”/Flickr)

Um insetívoro planta tem folhas especializadas para atrair e digerir insetos. A armadilha da Vênus é popularmente conhecida por seu modo insetívoro de nutrição e possui folhas que funcionam como armadilhas (Figura 3).

Os minerais que obtém das presas compensam os que faltam no solo pantanoso (baixo pH) de suas planícies costeiras nativas da Carolina do Norte. Existem três fios de cabelo sensíveis no centro de cada metade de cada folha. As bordas de cada folha são cobertas por longos espinhos. O néctar secretado pela planta atrai moscas para a folha. Quando uma mosca toca os fios sensoriais, a folha se fecha imediatamente. Em seguida, fluidos e enzimas quebram a presa e os minerais são absorvidos pela folha. Como esta planta é popular no comércio de horticultura, ela está ameaçada em seu habitat original.


11.15: Autotrophic Plants - Biology

Plants obtain food in two different ways. Autotrophic plants can make their own food from inorganic raw materials, such as carbon dioxide and water, through photosynthesis in the presence of sunlight. Green plants are included in this group. Some plants, however, are heterotrophic: they are totally parasitic and lacking in chlorophyll. These plants, referred to as holo-parasitic plants, are unable to synthesize organic carbon and draw all of their nutrients from the host plant.

Plants may also enlist the help of microbial partners in nutrient acquisition. Particular species of bacteria and fungi have evolved along with certain plants to create a mutualistic symbiotic relationship with roots. This improves the nutrition of both the plant and the microbe. The formation of nodules in legume plants and mycorrhization can be considered among the nutritional adaptations of plants. However, these are not the only type of adaptations that we may find many plants have other adaptations that allow them to thrive under specific conditions.


Autotrophic Bacteria

Next we have the tiny organisms called bacteria. Like plants and algae, autotrophic bacteria can also gain energy from their surroundings. Let’s examine three tiny bacteria autotrophs.

[caption align=“aligncenter” width=“600”] Cyanobacteria[/caption]

Cianobactéria Probably one of the most important types of bacteria, cyanobacteria are known to be aquatic and live in large colonies. Cyanobacteria contribute a lot to our planet. For example, Earth’s oxygen is mainly composed from vast amounts of cyanobacteria. Even more interesting is that cyanobacteria also contributes to the development of plants. The chloroplast in plants are actually individual cyanobacterium that are living in a plant’s cell. Without cyanobacteria it’s doubtful we would be able to survive! Green and Purple Sulfur Bacteria Next we have green and purple sulfur bacteria. Green sulfur is often a light greenish color, while purple sulfur is purple or reddish brown. The interesting thing about these two bacteria is that instead of using water to help make their own food, they instead use H2S. Taking this substitute, green and purple sulfur bacteria oxidize the H2S into sulfate so they can use it to make food. These two bacteria are best friends when it comes to living with each other, as they usually coexist in aquatic environments. From odd plants, colorful algae, and mysterious bacteria, it is amazing how living things can thrive in our world.


Assista o vídeo: Disección De Flor Flower Dissection in Spanish I Exploratorium (Janeiro 2022).