La ciencia está comprobando algo que los campesinos y jardineros sospechaban hace siglos. No solo las plantas son más parlanchinas de lo que imaginamos, sino que también alertan a sus vecinas cuando detectan amenazas. Tienen sus sistemas de alerta temprana para defenderse e inmunizarse si fue necesario.
Las investigaciones muestran que la comunicación entre plantas, a diferencia de los seres humanos o animales, aprovecha señales químicas y físicas. La comunicación entre plantas, la alelopatía, les permite interactuar con su entorno, incluidas otras plantas, microorganismos y animales. Una dinámica vegetal intrincada, compleja y de gran eficacia
Un reciente estudio publicado en la revista Nature Comunications explica como las plantas se defienden y envían mensaje de advertencia para que los árboles cercanos establezcan sus propias defensas. El equipo a cargo de la investigación explica que su estudio permite “visualizar la comunicación entre plantas”.
Comunican el peligro
Las plantas heridas emiten ciertos compuestos químicos que pueden infiltrarse en los tejidos internos de una planta sana y activar las defensas desde sus células. Entender este mecanismo permitiría a científicos y agricultores fortalecer las plantas para que se defiendan de los ataques de insectos o se protejan de la sequía antes de que ocurran.
Investigaciones preliminares partían del supuesto de que los árboles se enviaban señales químicas entre sí a través del aire. Lo que hoy se conoce como espionaje vegetal. Los científicos observaron esta comunicación de célula a célula en más de 30 especies vegetales, entre las que se encuentran las plantas con flor de la familia de la mostaza. Se desconocía qué compuestos eran importantes ni cómo se percibían.
Luego de cuatro décadas de estudios, los investigadores encontraron que las plantas se comunican emitiendo sustancias químicas conocidas como compuestos orgánicos volátiles, que nosotros podemos oler. Así como los humanos tenemos un rico almacén de palabras para intercambiar información, las plantas pueden producir una serie de estos compuestos con distintos fines. Unos para atraer a los polinizadores, otros como defensa contra los depredadores. Pero hay una clase de estos compuestos que emiten cuando una planta está herida: los volátiles de las hojas verdes. Se producen cuando una planta sufre daños físicos. El ejemplo más conocido es el olor de la hierba recién cortada.
Nuevo estudio de las plantas
El equipo de la Universidad de Saitama, que lideró Masatsugu Toyota, usó para su estudio Arabidopsis, un género de plantas herbáceas familia de las mostazas. Trituraron hojas Arabidopsis mostaza o tomate y colocaron gusanos en las plantas. El objetivo era desencadenar la emisión de varios volátiles de hojas verdes. Luego esparcieron los vapores individuales en plantas sanas para ver si reaccionaban y establecer de qué modo las plantas alertan ante las amenazas.
Los investigadores explicaron que la señalización del calcio es importante para las funciones celulares de la mayoría de los organismos vivos, incluidos los humanos. Cuando se envía una señal eléctrica a nuestras neuronas motoras, los canales iónicos se abren y permiten que el calcio inunde su interior. Este aumento del calcio puede desencadenar la liberación de un neurotransmisor, lo que provoca una contracción muscular en una célula muscular. El calcio desempeña un papel similar en las plantas. Puede desencadenar mensajes para cerrar sus hojas o digerir un insecto. Para rastrear las respuestas de las plantas sanas, equipo modificó genéticamente las plantas para que los iones de calcio emitieran fluorescencia cuando se activaban dentro de las células individuales.
El hallazgo
Solo dos volátiles de hojas verdes aumentaban los iones de calcio en las células. Y que el calcio aumentaba primero en las células protectoras que forman los poros de las hojas de la planta o estomas. Un muestra de que los compuestos se absorben en los tejidos internos de la planta.
El autor principal del estudio, Masatsugu Toyota explicó al The Washington Post que la señalización de calcio es como un interruptor que activa las respuestas de defensa de la planta. Tras el aumento de la señalización, la planta incrementaba la producción de determinadas expresiones genéticas de protección. Por ejemplo, la planta puede empezar a producir ciertas proteínas para alejar a los insectos provocándoles diarrea.
Los investigadores llegaron a la conclusión de que las plantas podrían inmunizarse contra las amenazas y los factores de estrés antes incluso de que sucedan. El equivalente a vacunarse. Por ejemplo, exponer las plantas sanas a plantas plagadas de insectos o a los volátiles verdes asociados a ellos puede aumentar sus defensas genéticas y los agricultores necesitan menos pesticidas. También podría ayudar a resistir mejor una sequía indicándoles que retengan más agua.
Gritan cuando están estresadas
En marzo se publicó otro estudio que demostró que muchas especies vegetales diferentes emiten sonidos ultrasónicos para comunicar el estrés. Los investigadores descubrieron con unos micrófonos especiales que también se puede oír a las plantas. Una amplia gama de especies, desde tomates a cactus, emiten sonidos ultrasónicos cuando están estresadas. Insectos como las polillas y mamíferos como murciélagos y ratones pueden oírlos. Los científicos estudian estos sonidos de angustia para encontrar métodos para diagnosticar, tratar y vigilar las plantas sin tocarlas.
Mamta Rawat, microbióloga y directora de programa en la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF) de Estados Unidos afirma que las investigaciones recientes muestran que la complejidad de la comunicación es tan grande en las plantas como en los animales «Creo que queda mucho por aprender. Apenas estamos tocando la punta del iceberg», subrayó.
Los científicos están convencidos de que entender cómo las plantas se comunican y alertan entre si de las amenazas puede ayudarnos a aumentar las tierras cultivables para alimentar a la creciente población humana. También nos pueden enseñar a adaptarnos al cambio climático.
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