Tropismos: uniendo fuerzas para guiar el movimiento de las plantas hacia la luz

Los estudiantes de escuelas e institutos a menudo aprenden que las plantas crecen hacia la luz. Esto parece correcto, pero en realidad, los genes y caminos que permiten a las plantas crecer y moverse en respuesta a su entorno no se comprenden del todo. Esto ha llevado a los botánicos a explorar uno de los más fundamentales procesos en la biología de las plantas, el movimiento en respuesta a la luz, agua y gravedad.

Los movimientos de las plantas, conocidos como tropismos, son cruciales para su supervivencia desde el segundo en que la planta germina hasta que la planta posiciona sus flores para la polinización y dispersión de semillas. Son procesos básicos que subyacen en la fisiología y el crecimiento de todas las plantas. Estas se adaptan y aclimatan a sus alrededores usando tropismos, incluyendo movimientos en respuesta a luz (fototropismo), agua (hidrotropismo) y gravedad (gravitropismo).

Para inspirar la investigación puntera en tropismos de plantas, investigadores de la Universidad de Mississippi co-editaron una recopilación especial con artículos de científicos de las plantas de todo el planeta, que avanzan y resumen los grandes hitos en ese campo en la última década.

Investigar en el espacio exterior es solo una dificil circunstancia por la cual los científicos estudian el movimiento de las plantas. Cultivar plantas en el espacio se ha convertido en una resalidad. La ISS está ahora completa y operativa hasta 2020. El alimento y la renovación del aire respirable son funciones vitales de las plantas que pueden jugar en la ISS, y los experimentos de vuelo espacial pueden ayudar a los científicos a comprender los mecanismos básicos que usan las plantas para crecer y moverse debido a gravedad o ausencia de ella.

De vuelta a la Tierra, trabajar con gravedad y otros tropismos es importante para comprender el crecimiento vegetal, desarrollo y respuestas a los cambios de clima. Los mecanismos tropísticos básicos en respuesta al agua o la luz pueden mejorar las prácticas agricultoras, ya que las plantas cosechadas experimentan estresadores medioambientales como sequías o hacinamiento.

Los tropismos han captado el interés de los científicos durante siglos. La forma en que las plantas se mueven puede parecer tan inquietantemente humana que a finales del siglo XVIII y principios del XIX, Dr. Erasmus Darwin, el abuelo de Charles Darwin, predijo que las plantas tenían múltiples cerebros que se podían comunicar con músculos para decirle a las plantas como crecer. Desde entonces, la biología de hoy en día ha recorrido un largo camino. Existen nuevas herramientas genéticas y moleculares que han arrojado a los mecanismos empleados por las plantas para responder al agua y la gravedad. Muchos artículos se centran en el famoso organismo modelo en plantas, Arabidopsis thaliana. Otros artículos sobre gravitropismo incluyen investigaciones con importantes hierbas de cereales así como el helecho acuático Ceratopteris richardii.

La edición de recopilación comienza con un extenso artículo sobre como las raices se revuelven y doblan, algo conocido como circumnutación. Las viñas que se enrollan alrededor de objetos tan finos como estacas de madera o tan gruesas como troncos de árbol todos usan circumnutación para escalar. Las investigaciones sobre circumnutación en tallos es común, pero como en todas las ciencias sobre flora, el trabajo riguroso acerca de lo que pasa bajo la superficie del suelo es escaso, aún cuando el comportamiento de las raices bajo tierra podría ser esencial para comprender como las plantas se establecen y sobreviven en actividades agrícolas y naturales.

La fotografía en time-lapse ha popularizado los más famosos tropismos, los fototropismos, cuando las plantas se mueven hacia la luz. Este tropismo es de los más estudiados pero un área relativamente inexplorada es como las plantas crecen y se mueven en luz verde. La luz se vuelve más verde cuando pasa a través de plantas cercanas. Una planta creciendo en un punto sombrío bajo un árbol recibe menos luz del Sol, y también recibe diferentes longitudes de onda de luz que cambian sus patrones de crecimiento. A menudo, una planta posiblemente no pueda competir mediante sobrecrecimiento o superando en altura a un vecino, y debe adoptar un nuevo programa de aclimatación. Actualmente se estudian nuevos descubrimientos acerca de como las especies de plantas usan la expresión de genes y la fisiología para hacer frente y sobrevivir en ricos entornos verdes.

Por último, se trata el tema de como funciona el gravitropismo. Recientes descubrimientos de hormonas de plantas y las proteínas que transportan han relanzado el interés científico por investigar los caminos que usan las plantas para percivir la gravedad.

Este artículo participa en la XX edición del Carnaval de Biología, que hospeda Multivac42 en su blog Forestalia.

Via Eurekalert