La ciencia recién está empezando a comprender las formas sutiles pero intrincadas en que las plantas, a pesar de no contar con ojos, manos, músculos o cerebro, pueden comunicarse y procesar información sobre el mundo que les rodea.
Una nueva investigación, realizada por científicos de la Universidad Wake Forest en Estados Unidos, ha revelado mecanismos similares al sistema nervioso dentro de las plantas, que podrían ser hasta ahora, la mirada más deslumbrante al mundo comunicativo de la escenografía botánica.
Un sorprendente sistema de señalización
De acuerdo al estudio, las plantas usan las mismas moléculas de señalización utilizadas por los animales en su sistema nervioso. Los investigadores explican que, si bien nuestros amigos vegetales no tienen nervios exactamente, ciertamente tienen algo sorprendentemente similar.
En los animales, las células nerviosas se comunican entre sí con la ayuda de un aminoácido llamado glutamato, que, después de ser liberado por una célula nerviosa excitada, ayuda a generar una ola de iones de calcio cargados eléctricamente que se propagan a las células adyacentes.
Para revelar el funcionamiento secreto del sistema de comunicación de amenazas de una planta, los investigadores recurrieron al uso de proteínas fluorescentes para marcar y observar las señales, a medida que viajan en ondas a través de las plantas en respuesta a un factor estresante.
Visualizando la acción
Para que esta acción fuera visible, los investigadores diseñaron plantas de Arabidopsis, las llamadas ratas de laboratorio de botánica, para hacer que una proteína fluorescente se iluminara en verde brillante en respuesta al aumento de los niveles de calcio.
Los autores expusieron a las plantas a dos factores estresantes: la acción de gusanos y el corte de una parte de la planta (hoja o tallo).
Fue entonces cuando se pudo evidenciar el sorprendente mecanismo. Los mensajes comienzan en el punto de ataque, donde el glutamato inicia la ola de calcio que se propaga a través de las venas de la planta.
Este diluvio de calcio activa las hormonas del estrés y generan cambios genéticos que abren los arsenales de las plantas y preparan la planta para protegerse de los atacantes.
Esto le dice a la planta que monte sus defensas, como el incremento de componentes químicos nocivos que harán que la planta sea desagradable para los insectos; por ejemplo, la liberación de sustancias volátiles malolientes o extractos que endurecen las paredes de las células de la planta, lo que las hace menos agradables y más difíciles de comer.
Parece lento, pero no lo es
Uno de los aspectos que más sorprendió a los investigadores fue la velocidad de reacción de la planta, la cual transfirió la información de una hoja a otra en un par de minutos, a una tasa de equivalente a un milímetro por segundo.
Esto es mucho más lento que las señales nerviosas de los animales, que pueden viajar hasta 120 metros por segundo (428 kilómetros por hora), pero los investigadores explican que para las plantas esta es una comunicación súper rápida.
Esta investigación reúne varias piezas para resolver el rompecabezas de cómo se comunican las células de las plantas: la herida derrama glutamato, que es absorbido por receptores que activan la propagación de iones de calcio, que a su vez enciende el sistema de defensa de la planta para tratar de proteger contra el daño adicional.
Los autores del estudio manifiestan que este podría ser oficialmente el momento de replantear nuestras ideas sobre las plantas como organismos inmóviles, no comprometidos y no comunicativos.
Referencia: Nervous system-like signaling in plant defense. Science, 2018. https://doi.org/10.1126/science.aau9813