Tendemos a pensar que las plantas son pasivas e indefensas, pero no es as√≠. Un nuevo y fascinante estudio en el que los cient√≠ficos usaron luz fluorescente para poder visualizar se√Īales de alarma en el interior de las plantas, muestra c√≥mo nuestras peque√Īas amigas movilizan sus formidables defensas.

La nueva investigaci√≥n publicada hoy en Science proporciona una visi√≥n sin precedentes de la se√Īal que emiten las plantas en su interior cuando est√°n sufriendo un ataque. Un segundo o dos despu√©s de que una planta reciba una herida, como un mordisco de oruga, una se√Īal de advertencia se irradia desde la ubicaci√≥n de la herida, extendi√©ndose a trav√©s de toda la planta en un proceso que lleva menos de 120 segundos. La planta, ahora consciente de que est√° siendo atacada ‚Äďo al menos tan ‚Äúconsciente‚ÄĚ como puede ser una planta‚Äď puede responder a la amenaza liberando un contraataque qu√≠mico.

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Los cient√≠ficos conocen este sistema de se√Īalizaci√≥n desde hace bastante tiempo, pero el nuevo estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, la Agencia de Ciencia y Tecnolog√≠a de Jap√≥n y varias otras instituciones, es el primero en mostrar este notable mecanismo de defensa en acci√≥n. Adem√°s, el estudio ofrece nuevos conocimientos sobre los procesos biol√≥gicos que subyacen a este mecanismo de defensa del sistema nervioso, que todav√≠a es poco conocido.

Una oruga come las hojas de la mostaza, provocando que la planta segregue calcio para defenderse.

‚ÄúSabemos que si haces da√Īo a una hoja, se produce una descarga el√©ctrica que se propaga a trav√©s de la planta‚ÄĚ, dijo el bot√°nico Simon Gilroy, profesor de UWM y coautor del nuevo estudio. ‚ÄúQu√© es lo que desencadena esa descarga el√©ctrica, y c√≥mo se mueve a trav√©s de la planta, es algo que a√ļn no sabemos‚ÄĚ.

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Gilroy y su colega Masatsugu Toyota, que dirigió la investigación, sospechaban que el calcio tenía algo que ver con esto. Se sabe que los iones de calcio, que producen una carga eléctrica, cumplen tareas de alerta en las plantas, particularmente cuando responden a las cambiantes condiciones ambientales. Los científicos han tenido dificultades para visualizar ese movimiento dentro de las plantas, lo que nos ha llevado a una solución fascinante. Para ver cómo se mueve el calcio en tiempo real, Toyota y sus colegas modificaron plantas por medio de bioingeniería, de forma que produjesen una proteína que se vuelve fluorescente alrededor del calcio, iluminando el interior de las plantas como si fuese un árbol de Navidad.

Mediante el uso de microscopios y biosensores avanzados, los investigadores pudieron rastrear la presencia y volumen del calcio en respuesta a diversas lesiones, como mordiscos de orugas, el corte de unas tijeras o cuando sienten que son aplastadas.

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Mientras experimentaban con matas de mostaza, los investigadores observaron c√≥mo las plantas se iluminaban a medida que el calcio se iba alejando de la lesi√≥n hacia sus otras hojas. La se√Īal se propaga a una velocidad de un mil√≠metro por segundo, que es lo suficientemente r√°pido como para que llegue a las esquinas m√°s alejadas de la planta en menos de dos minutos. Las trazas de calcio se diseminan por la planta a trav√©s del sistema vascular o circulatorio.

Despu√©s de que la se√Īal de advertencia se hubiese acabado de propagar, las hojas comenzaron a liberar las hormonas encargadas de la defensa para prepararse para futuros ataques. Las plantas, adem√°s de liberar sustancias qu√≠micas que inician el proceso de reparaci√≥n, pueden liberar sustancias nocivas para los insectos.

Una hoja que no ha sido da√Īada muestra el flujo de calcio despu√©s de que una hoja distante resulte herida.

Esta √ļltima investigaci√≥n ampl√≠a el trabajo realizado por el cient√≠fico suizo Ted Farmer, que previamente demostr√≥ que las se√Īales el√©ctricas relacionadas con la defensa dependen del glutamato, un neurotransmisor importante en los mam√≠feros y un agente que las plantas utilizan como se√Īal de alerta. En un experimento secundario, Toyota y sus colegas demostraron que esa capacidad para hacer se√Īales a larga distancia desaparece en las plantas que han perdido su capacidad para liberar glutamato a trav√©s de dos mutaciones gen√©ticas espec√≠ficas. Esto sugiere que el glutamato, cuando se libera desde el lugar de una lesi√≥n, desencadena la segregaci√≥n de calcio, una acci√≥n que no se hab√≠a documentado previamente en plantas.

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En el artículo de Science: Insights los biólogos Gloria Muday y Heather Brown-Harding dijeron que los investigadores necesitan realizar nuevos experimentos para demostrar que es el calcio el que se mueve largas distancias alrededor de la planta, y no el glutamato.

Todo esto resulta bastante sorprendente para un organismo inmóvil y carente de un sistema nervioso central. Las plantas no pueden huir, ni luchar con garras y dientes, pero tampoco están completamente indefensas. [Science]