El mundo sensorial de las plantas

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Fernanda Fernández, tecnóloga médica, estudiante del Doctorado en Ciencias, Mención Biología Celular y Molecular de la UACh, representante del Consejo de Estudiantes de Posgrado en el Comité Paritario de Género y Diversidad de la misma casa de estudios, y docente de la Universidad San Sebastián, habla con Ciencia en Chile sobre el enigmático mundo de las plantas, lo que se conoce y aún se desconoce de la naturaleza eléctrica y la comunicación inter e intracelular del reino vegetal.

Celeste Skewes, Ciencia en Chile. ¿En qué consiste tu investigación? Y, ¿por qué escogiste ese tema?

Las razones son más holísticas, pero desde una mirada más pragmática, veo que todos los seres vivos estamos construidos con los mismos materiales y, por lo tanto, debe existir algo en común. Lo que yo veo en común es la electricidad. Ésta aparece de manera repetitiva en distintos organismos: bacterias, reino animal y reino vegetal, que es el caso de mi interés actual.

Y ¿de qué se trata la investigación? Bueno, para explicarte, en estos momentos estoy atravesando el Jardín Botánico, y eso hace que sienta más viva mi pregunta de investigación: ¿cómo la planta propaga la información sensorial? Es decir, ¿de qué forma los estímulos que están en el ambiente se informan y se transmiten al interior de la planta? Sabemos que existe una comunicación eléctrica, el tema es ¿cómo es el flujo? y ¿cuál es la vía que la comunicación eléctrica toma para integrar la información?, y luego, ¿cómo la planta responde a ello? No se sabe.

Las plantas llevan unos cuatrocientos millones de años acá, ellas están antes que nosotros, por lo que, imagino, que deben ser bastantes más sofisticadas que los humanos en algunos aspectos. Sobre todo considerando que son organismos sésiles, es decir, no se mueven, o más bien, a nuestros ojos no se mueven.

¿Cómo pasa la información eléctrica a través de las plantas?

El cómo pasa, eso es lo que no está muy claro. Varias personas del mundo tienen esa misma pregunta, ¿cuál es la ruta? Hasta el momento, se considera el floema [tejido conductor encargado del transporte de azúcares y biomoléculas mensajeras como iones, aminoácidos, entre otras] como un medio para esta comunicación. Yo propongo un adicional: el plasmodesmo, que es un complejo estructural que permite la comunicación intercelular completa, pero selectiva de una planta

Para ilustrar, imagínense que ustedes ven una planta y cortan una de sus hojas. Ese corte, la planta lo comunica al resto de su cuerpo. Esto ocurre generalmente a través de un ion que se llama calcio, éste actúa como un segundo mensajero, o sea, transmite una señal entre células, provocando una respuesta fisiológica. Existen entidades moleculares que son sensibles a esos cambios citosólicos del calcio [cambios en el citosol -líquido dentro de la célula]. Debido a esta sensibilidad, las entidades moleculares generan una respuesta que puede ser, por ejemplo, una cascada de señalización mediada por proteínas. Así, la planta integra la información de que acaba de sufrir un daño, respondiendo a ello rápidamente. Esto puede ser sellando la zona de daño.

Las plantas son súper astutas porque pueden bloquear pasos. Por ejemplo, si la zona dañada de la hoja está en el extremo izquierdo, el resto del lado izquierdo va a estar bloqueado para que no entren más patógenos a la planta, eso lo hace el plasmodesmo, que es un mecanismo de defensa muy importante. Imagínense un túnel, entre dos compartimentos, y para que no fluya información entre un compartimento y otro, en caso de que uno esté infectado, ¡pum!, ese túnel se cierra.

¿Cómo estudias estas señales eléctricas en las plantas?

A través de un amplificador de la señal. Usamos un holder – que es un dispositivo que recibe una pipeta que tiene una solución salina- y este holder tiene en su extremo superior un pellet de plata/cloruro de plata que permite informar las diferencias de voltaje, en este caso, y eso lo lleva a una máquina, que es el amplificador. Ese amplificador que recibe una señal análoga tiene que estar conectado a otro equipo que va a convertir esa señal análoga en digital. Esa señal digital, yo la veo en el computador. Así, observo variaciones en el voltaje en función del tiempo.

Por tanto, a través de las variaciones de voltaje observadas, se va desvelando la ‘arquitectura intercelular’ de las plantas que es la responsable de dar respuesta al input ambiental, asegurando así la adaptación y sobrevivencia de la planta. 

Claro, cuando te hablan de input, es un estímulo externo, algo que fue provocado. ¿Cómo la planta recibe o cómo detecta esa información? ¿Tendrán la misma frecuencia para cada estímulo? ¿la frecuencia del frío será la misma del calor? Esas son varias preguntas sin responder de manera consolidada hasta el momento. Aunque nuestro sistema sensorial está súper estudiado y sabemos que, por ejemplo, tenemos el gusto, el olfato, el tacto, etc. y que esta propagación de la información cuando esta en su fase eléctrica tienen diferentes frecuencias que se integran de manera distinta, en las plantas esa claridad y esa diferenciación de los sentidos no está.

Por ejemplo, ahora estoy mirando cómo se está moviendo la zona aérea de una planta debido a un viento fuerte y helado, e imagino que la planta le está avisando al resto de su cuerpo de aquel movimiento y temperatura que está sintiendo. No sé si le dirá frío porque es bien antropocentrista decir “¿la planta sentirá frío?”, capaz que no, pero es un estímulo externo que debe integrar el cuerpo de la planta y responder a ello. Cuando hay fuego cerca de las plantas, el humo hace que ellas sepan que se van a morir, que se van a quemar y así ellas redistribuyen todos los nutrientes que tienen en su interior a plantas más lejanas. Las plantas nos enseñan a colaborar.  

Aún hay mucho que conocer y aprender de las plantas, y para esto es importante que, cuando miremos a nuestro alrededor, recordemos que compartimos las mismas letras del código genético con todo lo que nos rodea, el orden es diferente, y por eso somos distintos, pero tenemos una base común.