Les plantes peuvent distinguer quand le toucher commence et s'arrête.

31 de mayo de 2023

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de la Universidad del Estado de Washington

Incluso sin nervios, las plantas pueden sentir cuándo algo las toca y cuándo se aleja, como ha demostrado un estudio realizado por la Universidad de Washington.

En una serie de experimentos, las células vegetales individuales respondieron al toque de una varilla de vidrio muy fina enviando ondas lentas de señales de calcio a otras células vegetales, y cuando se liberó esa presión, enviaron ondas mucho más rápidas. Si bien los científicos sabían que las plantas pueden responder al tacto, este estudio muestra que las células vegetales envían diferentes señales cuando se inicia y finaliza el contacto.

"Es sorprendente lo sensibles que son las células vegetales, pueden discriminar cuando algo las toca. Pueden sentir la presión y cuando se libera, sienten que la presión disminuye", dijo Michael Knoblauch, profesor de ciencias biológicas en la Universidad del Estado de Washington y líder autor del estudio publicado en la revista Nature Plants. "Es sorprendente que las plantas puedan hacer esto de manera muy diferente a los animales, sin células nerviosas y a un nivel muy refinado".

Knoblauch y sus colegas realizaron una serie de 84 experimentos en 12 plantas utilizando la planta Arabidopsis thaliana y plantas de tabaco que se habían cultivado especialmente para incluir sensores de calcio, una tecnología relativamente nueva. Después de colocar piezas de estas plantas bajo el microscopio, aplicaron un ligero toque a las células vegetales individuales con una micropalanca, esencialmente una varilla de vidrio muy pequeña del tamaño de un cabello humano. Observaron muchas respuestas complejas dependiendo de la fuerza y ​​la duración del toque, pero la diferencia entre tocarlo y quitarlo era clara.

Dentro de los 30 segundos de tocar una célula, los investigadores observaron ondas lentas de iones de calcio, llamadas calcio citosólico, que viajaban desde esa célula a través de las células vegetales adyacentes, con una duración de entre tres y cinco minutos. Quitar el grifo mostró una serie casi instantánea de ondas más rápidas que se disiparon en un minuto.

Los autores creen que estas ondas se deben al cambio de presión dentro de la célula. A diferencia de las células animales con membranas permeables, las células vegetales también tienen paredes celulares resistentes que no se pueden romper fácilmente, por lo que solo un ligero toque aumentará temporalmente la presión en una célula vegetal.

Los investigadores probaron mecánicamente la teoría de la presión insertando una pequeña sonda de presión capilar de vidrio dentro de una célula vegetal. El aumento y disminución de la presión dentro de la célula producía ondas de calcio similares a las provocadas por la iniciación y terminación de un toque.

"Los humanos y los animales perciben el tacto a través de las células sensoriales. El mecanismo en las plantas parece ser el aumento o la disminución de la presión interna de la célula", dijo Knoblauch. "Y no importa qué célula sea. Los humanos podemos necesitar células nerviosas, pero en las plantas, cualquier célula en la superficie puede hacer eso".

Investigaciones anteriores han demostrado que cuando una plaga, como una larva de insecto, mordisquea la hoja de una planta, puede desencadenar las respuestas de defensa de la planta, como la liberación de sustancias químicas que hacen que las hojas sean menos sabrosas o incluso tóxicas para la plaga. Un estudio anterior también reveló que cepillar una planta activa ondas de calcio que activan diferentes genes.

El estudio actual fue capaz de diferenciar las ondas de impulso entre tocar y soltar, pero aún queda por ver cómo responden exactamente los genes de las plantas a esas señales. Con nuevas tecnologías como los sensores de calcio utilizados en este estudio, los científicos pueden comenzar a desentrañar ese misterio, dijo Knoblauch.

"En estudios futuros, necesitamos estimular la señal de una manera diferente para saber qué señal, ya sea tocar o soltar, desencadena eventos posteriores", dijo.

Información del diario: Nature Plants