Las plantas hablan y ¡no es broma!
Los animales no son los únicos que tienen el don de la palabra. Pero, ¿qué se "dicen" las plantas entre sí? La respuesta podría ayudar a alimentar a una población mundial en crecimiento.
Esta exposición en Brujas (Bélgica) celebra las redes que conectan árboles y otras plantas a través de hongos subterráneos. Es sólo una de las formas en que las plantas pueden "hablar" entre sí y con organismos que van desde los microbios hasta animales como nosotros.
"¡Ayuda!" "¡Aterriza aquí!" "¡Conservar recursos!" "¡Fuera!" "¡Mis frutos están listos para comer!" Éstos son solo algunos de los muchos mensajes que sabemos que las plantas (desde un trozo de musgo hasta una secuoya de 90 metros) pueden enviar. De hecho, si alguna vez has olido la hierba recién cortada, te has comunicado con una planta.
"Creo que estamos viendo que la complejidad [de la comunicación] es tan grande en las plantas como en los animales", afirma Mamta Rawat, microbióloga y directora de programa en la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF) de Estados Unidos. "Creo que queda mucho por aprender; apenas estamos viendo la punta del iceberg".
En marzo, un nuevo estudio demostró que muchas especies vegetales diferentes emiten sonidos ultrasónicos para comunicar el estrés. Es la última prueba de que las plantas "hablan" con todo su entorno, desde depredadores a polinizadores.
Esta investigación tiene una utilidad importante. Entender cómo se comunican las plantas podría ayudarnos a aumentar las tierras cultivables para alimentar a nuestra creciente población y adaptarnos al cambio climático.
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Señales de las plantas
Para reaccionar ante su entorno, una planta debe comunicarse entre sus raíces, tallos, hojas, flores y frutos.
En lugar de que las señales se transmitan a través de un sistema nervioso como el nuestro, Simon Gilroy, catedrático de Botánica de la Universidad de Wisconsin-Madison, dice que en las plantas es más parecido a la fontanería.
Las hojas detectan depredadores o cambios en la luz y el sonido, y las raíces vigilan las condiciones del subsuelo: los problemas con los nutrientes, el agua y los depredadores también podrían estar ahí.
Las señales eléctricas viajan a través del movimiento de sustancias químicas en esos tubos, explica Courtney Jahn, bióloga y directora de programas de la NSF que estudia las interacciones entre plantas. Por ejemplo, las raíces pueden detectar la sequía e indicar a las hojas que limiten la transpiración y ahorren agua.
Los investigadores pueden observar esta comunicación eléctrica colocando electrodos en dos lugares distintos de una planta. Incluso hemos fabricado instrumentos que pueden traducir esa carga eléctrica en sonidos que podemos oír. Según Gilroy, si una planta se hiere, de esa herida emanan señales eléctricas. Y las plantas pueden transmitir estas señales eléctricas entre individuos si se están tocando.
Tanto las venus atrapamoscas como las plantas sensibles (Mimosa pudica) transmiten señales eléctricas cuando se tocan, afirma Jahn. La primera cierra la boca para atrapar a su presa, mientras que la planta sensible se mueve para sacudirse a los insectos.
Las sustancias químicas, incluidas las hormonas, también viajan dentro de una planta.
Una hormona llamada auxina se produce en la parte superior de la planta y viaja hacia abajo, indicando a un brote que intenta abrirse paso a través de la superficie del suelo cuál es el camino hacia arriba. Cuando hay una amenaza urgente, como la depredación de los insectos, la planta debe reaccionar rápidamente o se consumirá por completo. Muchas plantas sometidas a este tipo de estrés envían la hormona ácido jasmónico, que le indica a la planta que empiece a producir una toxina para defenderse.
Algunas especies pueden detectar plantas que responden al peligro (un ratón podría "oírlo", un insecto podría "olerlo"), como oír a alguien gritar "¡ay!" en la distancia. Es difícil saber si esas señales ocurren sin más o si están pensadas para que otros las reciban.
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Gritarlo a los cuatro vientos
Comunicarse con el entorno puede ayudar a las plantas a sobrevivir. Las llamativas flores que germinan en primavera envían un mensaje a insectos y animales para indicarles que están listas para la polinización.
Los investigadores han descubierto que con unos micrófonos especiales que detectan las llamadas de los murciélagos, también se puede oír a las plantas. Una amplia gama de especies, desde tomates a cactus, emiten sonidos ultrasónicos cuando están estresadas, que pueden oír insectos como las polillas y mamíferos como murciélagos y ratones. Los científicos escuchan estos sonidos de angustia para encontrar nuevos métodos de diagnosticar, tratar y vigilar las plantas sin tocarlas.
Los musgos (como éste del Parque Etnobotánico Omora, en Chile) son uno de los muchos tipos de plantas que forman relaciones simbióticas con los hongos. Los musgos aportan azúcares que fabrican mediante fotosíntesis, y los hongos dan nutrientes a los musgos.
Puede que los humanos no seamos capaces de oírlos de forma natural, pero a menudo podemos oler los mensajes de las plantas. Cuando se corta la hierba, libera sustancias químicas gaseosas, una fragante señal de socorro. Es un olor reconfortante para quienes lo asociamos con estar al aire libre en los meses más cálidos. Las plantas también liberan este olor cuando se las come una oruga y, como si respondieran a su llamada de auxilio, otros insectos se dan cuenta y se alimentan de ellas.
Esta señal olorosa pertenece a un grupo de sustancias químicas llamadas volátiles, que pueden viajar lejos en forma de gases tanto por encima como por debajo del suelo. Cada especie vegetal tiene su propia mezcla especial de compuestos volátiles.
Natalia Dudareva, bioquímica de la Universidad de Purdue (Estados Unidos), sostiene que estos compuestos volátiles tienen muchas funciones diferentes. Los volátiles pueden atraer a los polinizadores cuando una flor está lista, e incluso dirigirlos a las flores que quedan sin polinizar. Los volátiles de los frutos atraen a los organismos que comerán y distribuirán las semillas. También se envían desde las hojas para "intoxicar" y ahuyentar a los depredadores (piensa en cómo reaccionas cuando estás junto a alguien que lleva demasiado perfume).
Los investigadores también han descubierto que las plantas pueden enviar mensajes a través de los volátiles sobre amenazas específicas a las que se enfrentan, como la depredación. Se ha observado que las plantas vecinas de una planta que emite volátiles se preparan para defenderse de una amenaza antes de sufrirla ellas mismas.
Las plantas también pueden detectar a sus parientes y no parientes mediante volátiles y cambiar su comportamiento en consecuencia. Por ejemplo, las plantas detectan a sus crías y las ayudan a crecer en lugar de competir con ellas por los recursos, explica Andrea Clavijo McCormick, investigadora de la Escuela de Agricultura y Medio Ambiente de la Universidad de Massey (Nueva Zelanda).
Las plantas también liberan volátiles bajo tierra. Especialmente frecuentes en los bosques, las especies vegetales envían una señal de "ven aquí" a los hongos subterráneos, que envuelven la raíz. Muchos hongos pueden estirarse y recoger nutrientes, devolviéndoselos a la planta a cambio del azúcar que ésta produce mediante la fotosíntesis.
Mantengamos el contacto
Un árbol de un bosque se relaciona con muchos hongos distintos, y un hongo se relaciona con muchos árboles distintos, conectándolos en una red micorrícica (myco significa hongo, rhizal significa raíz), explica Cathie Aime, catedrática de micología de la Universidad de Purdue y directora rotatoria del programa en la NSF.
Donde el hongo se encuentra con la raíz se producen interesantes "conversaciones". Se ha observado que ambas partes intercambian pequeños fragmentos de ARN que alteran la expresión génica del otro organismo. Si el hongo es un aliado, le cede su confianza y ayuda a la planta a crecer. Si el hongo es un enemigo, el pequeño ARN del hongo desactiva los genes defensivos de la planta, lo que facilita el ataque del hongo, cuenta Rawat.
Cuando varios árboles están conectados por un hongo, pueden compartir recursos. Se ha comprobado que el carbono pasa de un árbol "nodriza" más viejo a otro más joven que es demasiado joven para obtener una buena fuente de luz y hacer la fotosíntesis.
Bajo tierra, las plantas también se comunican con los microbios. Al igual que los hongos, se sienten atraídos por las raíces y se adhieren formando una biopelícula. Por ejemplo, las bacterias que favorecen el crecimiento pueden preparar las defensas de la planta, aumentando su resistencia a las enfermedades.
La investigación sobre el microbioma de las plantas bajo tierra está madura para la exploración, y los hallazgos podrían ayudarnos a enriquecer el suelo para alimentar a nuestra creciente población.
