Una asombrosa reacción sucede cuando una planta se lastima, haciéndolas más parecidas a los animales
Cuando las plantas están bajo ataque, por ejemplo, por un insecto que hace una sabrosa harina de hojas, sus sistemas de defensa se crían en otras partes. ¿Cómo saben hacer eso?
Según detalla una nueva investigación, las plantas usan las mismas moléculas de señalización que usan los animales en su sistema nervioso. Nuestros amigos verdes no tienen nervios exactamente, pero ciertamente tienen algo sorprendentemente similar.
La investigación 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. (Si, hay un video glorioso para que pueda verlo en acción).
«Sabemos que hay este sistema de señalización sistémica, y si hiere en un lugar el resto de la planta desencadena sus respuestas de defensa. Pero no sabíamos qué había detrás de este sistema», explicó el botánico Simón Gilroy dela Universidad de Wisconsin-Madison. .
Lo que sí sabían es que si una planta resulta herida, se dispara una carga eléctrica que se propaga por la planta. La parte desconocida fue lo que desencadenó esa carga y ayudó a propagarla, pero ni siquiera es lo que los investigadores intentaban estudiar.
Lo que originalmente estaban mirando era cómo las plantas responden a la gravedad estudiando los aumentos de calcio. Así que el botánico Masatsugu Toyota diseñó genéticamente una planta de mostaza que permitiría a los investigadores observar los cambios en la concentración de calcio en tiempo real.
Introdujo una proteína que sólo emite fluorescencia en presencia de calcio. Y luego los investigadores cortaron una hoja para ver si podían detectar cambios de calcio.
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 las células cada vez más lejos del sitio.
Como puede ver en los videos, lo que le sucedió a las plantas es increíble. Las ondas de luz fluyen desde la fuente de la herida, extendiéndose a través de la planta a una velocidad de alrededor de un milímetro por segundo.
Es mucho más lento que las señales nerviosas de los animales, que pueden viajar hasta 120 metros por segundo (268 mph), pero para las plantas esta es una comunicación súper rápida.
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 monte sus defensas, como un aumento en sustancias químicas nocivas que harán que la planta sea desagradable para los insectos, o -como se conoce en el caso de la hierba- la liberación de sustancias volátiles malolientes que indican que las avispas parásitas vienen y se ponen sus huevos en insectos que podrían estar comiendo eso.
Pero, ¿qué estaba desencadenando las ondas de calcio? Al igual que en los animales, los investigadores creen que podría ser glutamato, que también se encuentra en las plantas. Y una investigación previa publicada en 2013 reveló que las plantas que carecen de receptores de glutamato tampoco tenían una respuesta de amenaza eléctrica.
Entonces, el equipo de investigación hirió plantas sin receptores de glutamato para ver si había un efecto sobre el flujo de calcio.
«Y he aquí, los mutantes 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 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.
Y lo hacen todo sin nervios reales. Genial, ¿eh? Parece que nuestros hermanos verdes son mucho más complejos y dinámicos de lo que parecen.
La investigación del equipo ha sido publicada en la revista Science .