Revelar cómo las plantas se comunican con el estrés

Madrid. Martes 29. Abril de 2025. Años. Un nuevo estudio ha sido publicado en Actas de la Academia Nacional de Ciencias, el cual ha resuelto un enigma que ha persistido durante más de un siglo: cómo las plantas perciben y comunican internamente el estrés.

Al entender el funcionamiento de los sistemas de comunicación en el mundo vegetal, el equipo de investigación puede utilizar estas señales para desarrollar una planta que no solo pueda comunicarse con las personas, sino también entre sí. Están diseñadas para responder a factores estresantes específicos de su entorno, creando potencialmente un nuevo tipo de interacción entre plantas y humanos.

El núcleo de esta solución se encuentra en la presión negativa que existe dentro de la vasculatura de la planta. Esta presión es esencial para retener el agua dentro de los tallos, raíces y hojas de la planta, especialmente en condiciones de sequía. Los diversos factores de estrés que experimentan las plantas alteran este delicado equilibrio de presión, lo que a su vez provoca un movimiento en los fluidos vegetales. Estos movimientos son capaces de transportar señales mecánicas y químicas que viajan a lo largo de la planta, permitiéndole adaptarse y restablecer el equilibrio frente a esos factores estresantes.

“Nuestro objetivo es construir una base de conocimientos que nos ayude a comprender cómo se lleva a cabo la comunicación en las plantas herbales”, afirmó Vesna Bacheva, primera autora del estudio, que se encuentra en una posición postdoctoral en Cropps, una entidad de investigación programable de Cornell. “Nuestro marco teórico proporciona una comprensión mecanicista de cómo las señales son iniciadas en un lugar y luego se propagan a otro, explicando así el proceso detrás de la transmisión de señales mecánicas y químicas.”

Abraham D. Stroock, uno de los coautores del estudio, destacó que “este es un avance muy significativo en un área que ha estado sorprendentemente poco explorada a nivel mecánico”. Hace más de un siglo, los científicos comenzaron a cuestionar cómo las plantas pueden transferir señales de una parte a otra para generar respuestas a factores estresantes. Algunas teorías sugerían que las plantas utilizaban hormonas o productos químicos para comunicarse, mientras que otras planteaban la posibilidad de que utilizasen señales mecánicas.

Cambios de presión

Bacheva y su equipo han desarrollado un modelo predictivo que ofrece un marco único para explicar cómo se transfieren las señales mecánicas y químicas a través de las plantas, especialmente cuando los factores de estrés provocan cambios en la presión interna.

La vasculatura de las plantas actúa como un sistema de tubería a presión, compuesto de tejidos elásticos. Cuando una planta se encuentra herida, por ejemplo, al ser mordida por una oruga, se produce un cambio en la presión que puede generar respuestas significativas a ese daño.

Los investigadores sugieren que tales cambios en la presión pueden inducir un flujo masivo de agua a través de la planta. Este flujo transporta productos químicos desde las células dañadas hasta el resto del organismo vegetal. Se plantea la hipótesis de que estos químicos pueden iniciar la producción de ácido tóxico que actúa como un repelente contra los insectos. Además, los cambios de presión pueden abrir los canales alrededor de la vasculatura, y permitir la liberación de calcio u otros iones, lo que a su vez podría activar la expresión de genes involucrados en la defensa de la planta.

Vesna Bacheva concluyó dizendo: “Nuestro objetivo es desarrollar plantas que puedan indicar lo que están experimentando en tiempo real”. Esto incluye la posibilidad de crear plantas pigmentadas que cambien de color o plantas fluorescentes que se iluminen cuando necesiten agua. El objetivo final de este esfuerzo es establecer una comunicación bidireccional, lo que permitirá a las plantas no solo informar sobre sus necesidades de agua, sino también recibir instrucciones del agricultor sobre condiciones específicas, como que se espera un día seco, para optimizar el uso del agua.