Tendemos a pensar que las plantas son manchas verdes pasivas e indefensas, pero un nuevo estudio fascinante, en el que los científicos usaron luz fluorescente para visualizar señales de alarma dentro de las plantas, muestra cómo nuestros amigos fotosintetizadores pueden movilizar sus defensas.

Una nueva investigación publicada en Science proporciona una vista sin precedentes de la acción de señalización que ocurre dentro de las plantas cuando están bajo ataque.

Un segundo o dos después de que una planta recibe una lesión, como ser mordida por una oruga, una señal de advertencia se irradia desde la ubicación de la herida, extendiéndose a través de toda la planta en un proceso que lleva menos de 120 segundos.

La planta, ahora consciente de que está bajo ataque, o al menos, tan “consciente” como puede serlo una planta, puede responder a la amenaza liberando contramedidas químicas.

Los científicos conocen este sistema de señalización desde hace bastante tiempo, pero el nuevo estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón y varias otras instituciones, es el primero en mostrar este notable mecanismo de defensa en acción.

Además, el estudio ofrece nuevos conocimientos sobre los procesos biológicos que subyacen a esta señalización del sistema nervioso, que todavía es poco conocida.

“Sabemos que si enrollas una hoja, obtienes una carga eléctrica y obtienes una propagación que se mueve a través de la planta”, dijo el botánico Simon Gilroy, profesor de UWM y coautor del nuevo estudio.

“Lo que desencadenó esa carga eléctrica, y cómo se movió a lo largo de la planta, eran desconocidos”.

Gilroy y su colega Masatsugu Toyota, quien dirigió la investigación, sospecharon que el calcio tenía algo que ver con eso.

Se sabe que los iones de calcio, que producen una carga eléctrica, cumplen tareas de señalización en las plantas, particularmente en respuesta a las cambiantes condiciones ambientales.

Los científicos han tenido dificultades para visualizar este movimiento dentro de las plantas, lo que lleva a una solución bastante fascinante.

Para ver cómo se mueve el calcio en tiempo real, Toyota y sus colegas realizaron una bioingeniería de las plantas para producir una proteína que emite fluorescencia alrededor del calcio, iluminando el interior de las plantas como un árbol de Navidad.

Mediante el uso de microscopios y biosensores avanzados, los investigadores pudieron rastrear la presencia y el volumen del calcio en respuesta a diversas lesiones, como la mordida de la oruga, tijeras y el daño causado por la trituración.
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Mientras experimentaban con plantas de mostaza, los investigadores observaron cómo las plantas se iluminaban a medida que el calcio se iba alejando de la lesión y hacia sus otras hojas.

La señal se propaga a una velocidad de un milímetro por segundo, que es lo suficientemente rápida como para llegar a las esquinas alejadas de la planta en menos de dos minutos.

Los pulsos de calcio pudieron diseminarse al viajar a través del sistema vascular o circulatorio de la planta.

Después de que la señal de advertencia se había propagado por completo, las hojas comenzaron a liberar sus hormonas relacionadas con la defensa en preparación para futuros ataques.

Las plantas, además de liberar sustancias químicas que inician el proceso de reparación, pueden liberar sustancias químicas nocivas y poco amigables con los insectos.

Esta última investigación amplía el trabajo realizado por el científico suizo Ted Farmer, quien previamente demostró que las señales eléctricas relacionadas con la defensa dependen del glutamato, un neurotransmisor importante en los mamíferos y un agente de señalización en las plantas.

En un experimento secundario, Toyota y sus colegas demostraron que la señalización de larga distancia desaparece en las plantas que han perdido sus poderes liberadores de glutamato a través de dos mutaciones genéticas específicas.

Esto sugiere fuertemente que el glutamato, cuando se libera en el sitio de una lesión, desencadena el estallido de calcio, una acción previamente indocumentada en las plantas.

Escribiendo en un artículo de Science: Insights, los biólogos Gloria Muday y Heather Brown-Harding dijeron que los investigadores necesitan realizar experimentos futuros para demostrar que no es el glutamato el que se mueve a largas distancias alrededor de la planta, en lugar del calcio propuesto.

Bastante sorprendente para un organismo inmóvil sin un sistema nervioso central.

Las plantas no pueden huir, o pueden retroceder con dientes y garras, pero tampoco están completamente indefensas.

Fuente: Gizmodo

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