Las plantas tienen una sorprendente capacidad para orientarse hacia la luz, pero ¿cómo lo hacen? Descubre el papel clave de unos canales de aire que actúan como prismas y revelan el secreto del fototropismo.
ay un experimento muy fácil de realizar con niños, que despierta su curiosidad sobre los misteriosos comportamientos de las plantas. Consiste en introducir una plántula recién germinada, por ejemplo, de alubia, en una caja opaca con un agujero que permite la entrada de luz. No importa cómo se coloque la planta en el interior, siempre crecerá hacia el agujero. De hecho, si el experimento se complica con un laberinto en el interior de la caja, y se coloca a la planta en el extremo opuesto al agujero, el tallo resolverá el laberinto, mediante el crecimiento, sin error.
Este crecimiento dirigido hacia la fuente de luz se denomina fototropismo, hasta ahora se pensaba que era un proceso regulado por unas proteínas, llamadas fototropinas, que permiten o impiden la difusión de hormonas vegetales, denominadas auxinas. Según esta teoría, cuando la luz incide directamente sobre el ápice del tallo, la auxina se distribuye de forma homogénea, y el tallo crece uniformemente; sin embargo, cuando la luz incide desde un lado, las fototropinas favorecen una distribución desigual de la auxina, que tiende a acumularse en el lado en sombra. Esto hace que ese lado del tallo crezca más rápido que el contrario, y el tallo se curve a favor de la luz.
Sin embargo, había una pieza del puzzle que no resuelta aún: ¿cómo perciben las fototropinas dónde se encuentra la fuente de la luz?
Los canales de aire: el secreto del fototropismo
Una reciente investigación llevada a cabo por Ganesh M. Nawkar, de la Universidad de Lausanne (Suiza) y sus colegas ha revelado una complejidad antes desconocida en este proceso.
La revelación más impactante del trabajo, que les ha llevado a publicar sus resultados en la prestigiosa revista científica Science, se encuentra en los denominados canales de aire intercelulares y la redefinición de sus funciones. Previamente estos canales fueron considerados meros espacios entre las células del tejido vegetal.
Gracias a un análisis meticuloso realizado con plantas mutantes transparentes, se han podido observar en vivo los canales de aire, en contraste con otras plantas con los canales llenos de agua, lo que pone de manifiesto su rol central en la manera de percibir y responder a la luz.
La refracción de la luz y el gradiente lumínico
Según los resultados del trabajo, la presencia de aire en estos canales es lo que marca la diferencia. Cuando la luz se mueve a través de un medio uniforme, como el aire o el agua, normalmente sigue una línea recta —puede curvarse por cambios en la temperatura, pero el efecto es muy leve—. Sin embargo, cuando el haz de luz se encuentra con un cambio de medio, por ejemplo, pasa del agua al aire o viceversa, se produce una refracción y una dispersión. Este efecto es comparable a la formación de arcoíris cuando la luz atraviesa gotas de agua.
Mientras los canales estén llenos de aire, y las células de agua, se produce la dispersión, producto del paso de la luz por la interfase agua-aire. La refracción permite que la planta “lea” el gradiente lumínico, gracias a las ya conocidas fototropinas, determinando la dirección de la fuente de luz y generando el gradiente de auxinas adecuado para dirigir el crecimiento.
En contraste, en las plantas mutantes con sus canales llenos de agua no hay interfase, y en consecuencia, no sucede esta dispersión. Según los resultados del trabajo de Nawkar, la ausencia de interfase afecta negativamente a su capacidad para percibir y responder a la luz de manera adecuada.
Redefiniendo el fototropismo
Este descubrimiento reinterpreta por completo la forma de entender el fototropismo. Por supuesto, la interacción entre fototropinas y auxinas sigue siendo esencial del proceso, pero la presencia de canales de aire se revela como el elemento fundamental que permite a las plantas ajustar su crecimiento de manera específica hacia la fuente de luz. Es una forma más que tienen las plantas de imitar comportamientos animales, sin la necesidad de sistema nervioso alguno. Al leer el gradiente lumínico a través de la dispersión de la luz en estos canales, las plantas casi dan la apariencia de tomar decisiones informadas sobre la dirección óptima para su crecimiento.
La investigación de Nawkar destaca la complejidad y la adaptabilidad de los mecanismos biológicos en el reino de las plantas. Al desentrañar los secretos de cómo las plantas “ven” la luz, nos encontramos con una red de interacciones intrincadas que superan nuestras expectativas y abren nuevas avenidas a la investigación en fisiología vegetal y en el emergente campo de la gnosiofisiología de las plantas.