Las plantas «gritan» cuando son atacadas, vídeo.

Los investigadores desde hace años descubrieron que los árboles envían señales de auxilio a las aves cuando los insectos les atacan  Ahora, un nuevo estudio revela que, las plantas usan las mismas moléculas de señalización que los humanos a pesar de no contar con un sistema nervioso.

La investigación, publicada en Science, involucró el 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.

«Sabemos que hay este sistema de señalización sistémica, y si se [la] hiere en algún lugar el resto de la planta desencadena sus respuestas de defensa. Pero no sabíamos qué había detrás de este sistema», explicó el botánico Simon Gilroy de la Universidad de Wisconsin-Madison.

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Un descubrimiento accidental

Curiosamente, se descubrió lo que desencadena esta descarga casi por accidente. debido a que lo que estaban investigando era cómo las plantas responden a la gravedad estudiando los aumentos de calcio.

El botánico Masatsugu Toyota había diseñado genéticamente una planta de mostaza que permitiría a los investigadores observar los cambios en la concentración de calcio en tiempo real. Luego introdujo una proteína que solo emite fluorescencia en presencia de calcio. Finalmente, los investigadores cortaron una hoja para ver si podían detectar cambios de este elemento.

En los animales, una célula nerviosa excitada libera un aminoácido llamado glutamato, que desencadena una ola de iones de calcio cargados eléctricamente que se propagan a través de las células cada vez más lejos del sitio.

La sorpresa de los científicos fue mayúscula al percatasen que algo similar ocurría con la planta de mostaza. Las ondas de luz fluyeron desde la fuente de la herida, extendiéndose a través de la planta a una velocidad de alrededor de un milímetro por segundo. Aunque esa velocidad es lenta comparada con la de los animales (que pueden viajar hasta 120 metros por segundo), para las plantas esta es una comunicación súper rápida.

Así mismo, los investigadores descubrieron que una vez que la ola golpea, las hormonas defensivas se elevan en esa región de la planta. Esto le dice a la planta que active sus defensas, las cuales pueden incluir aumentar las sustancias químicas nocivas o liberar sustancias volátiles, que harán que la planta sea desagradable para los insectos.

 

Como una oruga de col se alimenta de las hojas de la planta de mostaza Arabidopsis, una ola de calcio que atraviesa la planta, revelada por la luz fluorescente, desencadena respuestas de defensa en hojas distantes. Este vídeo es parte de una investigación realizada por el profesor de botánica de UW-Madison, Simon Gilroy, que muestra cómo las olas de calcio que se entrecruzan en una planta la ayudan a responder a los ataques preparándose para futuras amenazas. El trabajo fue publicado en Science en septiembre de 2018.

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El suministro de glutamato directamente a la punta de una hoja crea una fuerte ola de calcio en toda la planta, visualizada por luz fluorescente. El trabajo fue publicado en Science en septiembre de 2018.

Los investigadores sospechan que, al igual que en los animales, el glutamato podría ser el causante de las ondas de calcio. Además, una investigación previa publicada en 2013 reveló que las plantas que carecen de receptores de glutamato tampoco tenían una respuesta eléctrica de amenaza.

Por eso, el equipo de investigación hirió plantas sin receptores de glutamato para ver si había un efecto sobre el flujo de calcio. «Y he aquí, las mutaciones que interrumpen la señalización eléctrica también anulan por completo la señalización de calcio», dijo Gilroy.

Esta investigación reúne varias piezas para resolver el rompecabezas de cómo se comunican las células de las plantas. La herida genera 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.

Victor Román

“Esta noticia ha sido publicada originalmente en la revista N+1, tecnología que suma: www.nmas1.org”.