Article de divulgació – Alexandra Carpentier: “Las plantas que se despertaban a la hora de los vampiros”.

Article de divulgació – Alexandra Carpentier: “Las plantas que se despertaban a la hora de los vampiros”.

Las plantas que se despertaban a la hora de los vampiros.


Alexandra Carpentier
Barcelona


 

Puede que no sueñen, pero las plantas tienen ciclos día-noche igual que los animales. Es en el romántico (o espeluznante) momento del alba cuando una serie de mecanismos moleculares hacen que éstas crezcan, literalmente.

Todos sabemos que los vampiros y la luz del día son antagónicos. En realidad, esta leyenda proviene de la genial Nosferatu de Munau, 1922. A pesar de ello, 25 años antes, el Drácula de Bram Stoker proponía un razonamiento muy interesante. Los vampiros no odian la luz porque ésta sea fuente de vida. Tampoco se desploman abrasados al tomar contacto con el haz luminoso. En realidad, huyen del sol por una simple cuestión de adaptabilidad. Siguiendo su naturaleza depredadora, su momento álgido debe coincidir con el de nuestra mayor debilidad (la de los humanos, se entiende), cuando estamos en menor dominio de nuestras facultades, por la noche. Sería por lo tanto el ritmo circadiano de estas inquietantes criaturas el contrario del de los humanos. Pero ¿serían los únicos en aprovechar el crepúsculo para desplegar todas sus armas? Ni mucho menos. Su ritmo vital coincide con el de las plantas.

Los vegetales también tienen internamente un reloj interno, un ritmo circadiano (del latín circa, que significa ‘alrededor de’ y dies, que quiere decir ‘día’). Funciona como un cronómetro interno que avisa a las plantas de cuán largos son los días y les ayuda a controlar la fotosíntesis, la germinación o la floración. Éste es muy constante y se encuentra altamente regulado. Históricamente ha habido diversas hipótesis sobre qué reglaba este lapso diario pensando que se trataba de la luz. Del día y de la noche. En 1729 el astrónomo francés Jean-Jacques d’Ortous de Mairan rebatió esta tesis al observar como una mimosa continuaba cerrando y abriendo sus hojas rítmicamente a pesar de “dormir con la luz apagada”.

Tres siglos más tarde, en 2012, una investigadora del CSIC, Paloma Mas, en el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG) de Barcelona desvelaba como, además, las plantas dependían unas proteínas para conocer la hora y mantener su ciclo biológico. Uno diurno y otro nocturno, acoplados para reconocer la mañana y la tarde.

No han hecho falta tres siglos más para descubrir más elementos sobre la regulación interna de las plantas. Y es que un estudio del mismo centro, publicado esta semana en ‘Current Biology’, apunta a que unas proteínas del reloj interno de las plantas (la familia de las proteínas PRR) actúan de forma sucesiva durante el día y la mayor parte de la noche para suprimir la acción de otras proteínas (las PIF). Este equipo científico, dirigido por Elena Monte, descubrió anteriormente que una proteína del reloj interno de las plantas (TOC1 o PRR1) actúa como una llave de paso durante la noche, permitiendo que las proteínas PIF actúen solamente al final de la noche. Al alba, en el momento, el mismo en que los vampiros. En el crepúsculo, gracias a la activación de esta llave, las plantas alargan el tallo, crecen.

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Arabidopsis thaliana

Este estudio, que se ha llevado a cabo en una planta utilizada tradicionalmente como modelo, la Arabidopsis thaliana, ha demostrado que este estiramiento del brote está controlado por proteínas PIF y la acumulación celular depende de la luz solar.

La luz promueve la degradación de las proteínas PIF durante el día, mientras que, por la noche, las proteínas PIF se acumulan dentro de la célula y, justo antes del amanecer, promueven el crecimiento del tallo de la planta.

La cantidad de las diferentes proteínas PRR (PRR1, PRR5, PRR7 y PRR9) oscila secuencialmente en periodos de 24 horas. Al final de la noche, la cantidad total de proteínas PRR en la célula alcanza su mínimo, lo que permite la acción de las proteínas PIF, que, debido a la ausencia de luz, están en su punto máximo de concentración máxima. Por lo tanto, aunque algunas proteínas PIF se detectan durante el día, no pueden promover la extensión del tallo hasta el final de la noche, cuando la llave actúa, coincidiendo con las condiciones óptimas de humedad para el crecimiento.

Nuestros resultados muestran que la regulación del crecimiento vegetal ha evolucionado en las plantas para abarcar la acción secuencial orquestada de los PRR –explica Elena Monte–. Esto demuestra el doble papel de los PRR: como reguladores de los componentes del reloj central y como represores fisiológicos del crecimiento “.

‘Creía secretamente en
una dicha posible, oculta
en el fondo de la vida y
que vendría de pronto a
iluminarlo todo a la hora
misma del crepúsculo’.
Los pájaros van a morir al Perú.
Romain Gary

En este estudio, la Dra. Monte y su equipo también realizaron un análisis exhaustivo de las interacciones entre las proteínas y el ADN de la planta. Éste reveló que el gen CDF5 induce el crecimiento del tallo justo antes del amanecer.

Los investigadores han demostrado que la expresión del gen CDF5 está estrictamente regulada por la unión de las proteínas PIF (que promueven su expresión) y por las proteínas del reloj PRR (que evitan su expresión). De esta forma, CDF5 acumula específicamente durante la fase previa al amanecer, cuando induce el alargamiento celular y, en consecuencia, la extensión del tallo.

Esta investigación tiene claras aplicaciones en la agricultura. Una mejor comprensión de los ritmos circadianos de las plantas podría ayudar a los campesinos a obtener cosechas muchísimo mayores, y a proteger mejor la productividad de los cultivos frente a pérdidas masivas provocadas por una climatología adversa. Guiomar Martín, primera autora del trabajo, quien actualmente se encuentra en el Instituto Gulbenkian de Ciência (Portugal) añade: “Gracias a este estudio, hemos aprendido como el reloj circadiano de las plantas afecta a un proceso tan importante a nivel agronómico como es el crecimiento“.

Así que, al alba, criaturas naturales y sobrenaturales se unen para activar sus necesidades de crecimiento fisiológico. Cuando todavía el sol no lanza sus primeros rayos, en ese momento en el que todos (o casi todos) estamos en los sueños de Morfeo, los insomnes, si se concentran en el silencio y creen mucho, podrán escuchar los ataques sedientos de algunas criaturas y hasta el mágico crecimiento de las flores.

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