Ciencia: descubren cómo se adaptan las plantas a las sombras

En las condiciones típicas de cultivo, las plantas agrupadas se dan sombra entre sí y eso dificulta su acceso a la luz solar, esencial para la fotosíntesis y el crecimiento. Ahora, científicos argentinos identificaron en sendos estudios los mecanismos de respuesta de las plantas a la sombra persistente y a la intermitente, lo cual permitiría en el futuro diseñar estrategias para mejorar los rindes.

"Si entendemos mejor los mecanismos que usan las plantas para ajustarse a la falta de luz, podremos obtener cultivos que se puedan sembrar a densidades aún más altas que las actuales y rindan más a pesar de la sombra intensa", explicó el doctor Jorge Casal, jefe del laboratorio de Fisiología Molecular de Plantas de la Fundación Instituto Leloir (FIL) e investigador del Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (Ifeva), dependiente de la Facultad de Agronomía de la UBA y del Conicet.

En uno de los estudios, los investigadores indagaron en el funcionamiento del receptor de radiación ultravioleta UVR8, descubierto hace pocos años por el biólogo molecular de plantas Roman Ulm, de la Universidad de Ginebra, Suiza. En conjunto con Ulm, Casal y sus colegas descubrieron que UVR8 responde a las sombras intermitentes o "flecos" de luz solar ("sunflecks") que se cuelan entre las plantas vecinas.

Para llegar a esa conclusión, los científicos realizaron experimentos con plantas de la especie Arabidopsis thaliana (un modelo habitual de laboratorio) que estaban cubiertas por la sombra de plantas vecinas. Y las expusieron de manera intermitente a rayos de sol que brindaban diferentes cantidades y períodos de radiación ultravioleta.

"Observamos que el sensor UVR8 se activa y desencadena dos respuestas: por un lado, frena el crecimiento del tallo para no exponer las hojas a los daños de ese tipo de radiación; y, por el otro, promueve la generación de pigmentos fotoprotectores", indicó la primera autora del estudio, la estudiante doctoral Victoria Moriconi, del Ifeva. Para confirmarlo, los investigadores comprobaron que ninguna de esas respuestas se verificaba en plantas despojadas del sensor. El trabajo fue publicado en la revista "Plant Physiology" y también lo firmaron otras dos científicas argentinas: Romina Sellaro, del Ifeva, y Cecilia Costigliolo, de la FIL.

El segundo de los trabajos, también dirigido por Casal, se enfocó en el rol de una hormona promotora del crecimiento vegetal, la auxina. Hasta ahora, los biólogos creían que cuando la planta recibe sombra persistente, los niveles de auxina se mantenían altos para seguir promoviendo el crecimiento de su tallo y así superar en altura a las plantas vecinas, de modo tal de recibir la luz solar necesaria para la fotosíntesis.

Sin embargo, la presunción parece ser errónea: según un estudio publicado el 30 de abril en la revista "Proceedings" de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (PNAS), los niveles de auxina decaen a las pocas horas y el crecimiento continúa por otros medios. "Fue un hallazgo sorprendente", confió la primera autora del estudio, la bióloga Ornella Pucciariello, integrante del grupo de Casal en Ifeva.

Lo que los científicos descubrieron es que, en condiciones de sombra persistente, la auxina disminuye, pero se dispara una cascada bioquímica que aumenta dos receptores de la planta a esa hormona, TIR1 y AFB2. Haciendo una analogía: es como si alguien bajara el volumen de la radio, pero al mismo tiempo incrementara más su agudeza auditiva, por lo que el efecto neto es que la persona escucha mejor. "Eso explica que la planta siga creciendo, pese a que hay menos auxina", explicó Pucciarello.

Del estudio participaron también otros científicos de Argentina (Marcelo Yanovsky, Martina Legris, Cecilia Costigliolo Rojas, María José Iglesias y Carlos Hernando, investigadores del Conicet en la FIL; y Carlos Dezar y Martín Vázquez, del Instituto de Agrobiotecnología Rosario), así como colegas de España y Estados Unidos.

"Los conocimientos adquiridos sobre el comportamiento de las plantas ante diferentes sombras pueden ser útiles para optimizar la forma de la planta y, por lo tanto, la arquitectura del cultivo, a fin de maximizar la captura de recursos de luz", señaló Casal.

Fuente: Fundación Instituto Leloir, programa de Divulgación Científica y Técnica