¿Puedes ver las plantas?

Las plantas ven la luz de su entorno a su manera y regulan así sus ciclos de vida, como la floración. Ilie Barna / Unsplash., CC BI-SA

Decir que las plantas “ven” es una licencia poética. Evidentemente, las plantas no tienen retinas, ojos ni cerebro y, por tanto, no tienen el tipo de visión que suponemos para otros organismos. Consideremos ahora la definición amplia de visión, que establece que es la capacidad de un organismo para capturar la luz del entorno, transformarla en señales biológicas e interpretarla para representar de manera útil el mundo que lo rodea. En este sentido, podríamos convencernos de que las plantas “ven”.

Luz, mucho más que energía

Como organismos fotosintéticos, las plantas son capaces de absorber y utilizar la luz con notable sofisticación y eficiencia. Pero, para ellos, la luz no es sólo la energía que impulsa la fotosíntesis, sino también información. La luz es una señal ecológica de primer orden sobre la alternancia del día y la noche, si están rodeadas de competidores, cuándo necesitan germinar, abrir sus estomas o cuándo es mejor florecer, entre otras cosas.

Estoma en la epidermis de la hoja visto bajo un microscopio. Consta de dos células oclusivas unidas por sus extremos que, en conjunto, delimitan el poro u ostiolo. Wikimedia Commons., CC BI

La clave de esta percepción está en los fotorreceptores, biomoléculas que funcionan como sensores capaces de absorber la luz y transformar esa información física en respuestas biológicas. Ahora se sabe que las plantas tienen fotorreceptores especializados en interpretar la información luminosa asociada con bandas discretas de radiación electromagnética. Esto implica que son capaces de interpretar su calidad espectral, es decir, de “percibir colores”.

Por ejemplo, los fitocromos están especializados para percibir la luz en la región roja (longitudes de onda de luz entre 600 y 700 nm) y en el rojo lejano (entre 700 y 800 nm), justo fuera del rango de luz visible para los humanos. Mientras tanto, los criptocromos, las fototropinas y los receptores UV-B son sensibles a la luz azul y ultravioleta. Los fotorreceptores en las plantas no se encuentran en estructuras organizadas, sino que se encuentran en una amplia variedad de tipos de células, que se pueden encontrar en todos los órganos.

Fitocromos: interruptores biológicos de luz roja

Los fitocromos, una gran familia de fotorreceptores, se encuentran entre los mejor caracterizados. Se trata de proteínas unidas a una especie de “antena” (cromóforo) capaz de absorber fotones en la región roja y roja lejana (entre 600 y 800 nm aproximadamente). La luz modula la actividad de los fotorreceptores provocando cambios en el plegamiento de proteínas.

Se sabe que los fitocromos existen en dos formas interconvertibles: Pr, que absorbe la luz roja, y Pfr, que absorbe la luz del rojo lejano. La luz roja convierte Pr en Pfr, la forma activa; El rojo lejano favorece el proceso inverso.

Cuando el fitocromo está en su forma activa o Pfr, puede pasar del citoplasma al núcleo celular. Una vez allí, activa o suprime la expresión de una compleja red de genes que controlan los programas de desarrollo. De esta forma, actúa como un interruptor reversible que informa a la planta sobre la calidad espectral de la luz que la rodea. Este mecanismo de acción ilustra muy bien el funcionamiento general de todos los fotorreceptores conocidos en las plantas.

¿Cómo descubren las plantas a sus vecinas?

Uno de los aspectos más fascinantes es que las plantas pueden detectar a sus vecinas en función del grado de sombra utilizando fitocromos como sensores. Lo hacen midiendo la relación entre la luz roja y la luz roja lejana. La luz solar directa contiene ambos, pero las hojas absorben mucha luz roja para la fotosíntesis y transmiten o reflejan más luz roja lejana.

Entonces, cuando una planta nota una caída en la proporción rojo/rojo lejano, interpreta que hay otras plantas cerca. Esta lectura del entorno activa el llamado síndrome de evitación de las sombras. La planta cambia su arquitectura: alarga los tallos, cambia la orientación de las hojas y reduce la ramificación. No “piensas”, tomas decisiones de desarrollo. Su cuerpo se reorganiza para llegar a la luz antes o mejor que sus competidores.

Esta capacidad tiene enormes implicaciones agrícolas. En un cultivo denso, por ejemplo, las plantas invierten demasiada energía en competir por la luz en lugar de producir semillas, frutos o biomasa útil. Por lo tanto, comprender los fotorreceptores ayuda a seleccionar cultivares que sean más tolerantes a la sombra, capaces de crecer en altas densidades sin sobreactivar la respuesta de escape.

La luz marca su calendario

Además, la luz regula el calendario interno de muchas especies a través de fotorreceptores. Los fitocromos pueden detectar el cambio en la proporción de luz roja/roja lejana en la transición entre la luz y la oscuridad, lo que permite a las plantas medir la duración relativa del día y la noche. Gracias a esto, algunas especies florecen cuando los días se alargan, otras cuando se acortan. De esta forma adaptan su ciclo vital a la estación más favorable.

La floración es un momento clave en su ciclo vital y su éxito depende en gran medida de la correcta interpretación de las condiciones ambientales más favorables.

Míralos con otros ojos

Si te ha llegado este artículo, espero que te haya contribuido a que “veas” las plantas de otra manera, digamos “con otros ojos”. Quizás ahora piensen que son más que organismos pasivos expuestos al sol.

Las plantas exploran su entorno luminoso, comparan señales, anticipan la competencia y adaptan su desarrollo. Son capaces de percibir un mundo de colores invisibles para nuestra experiencia cotidiana. Para ellos, cada amanecer no sólo trae consigo energía, sino también un libro de instrucciones.

Antonio E. Encina García no recibe remuneración, no consulta, posee acciones ni recibe financiamiento de ninguna empresa u organización que pueda beneficiarse de este artículo, y declara que no tiene afiliaciones relevantes distintas al cargo académico mencionado anteriormente.