Las plantas, expertas en calculo matematico

Las investigaciones en biologia vegetal hacen que este mirando los geranios de mi balcon con cierta admiracion. Tendemos a pensar que las plantas son seres inertes, extremadamente fragiles, apreciadas solo por lo que producen (semillas, flores, frutos, raices, tuberculos, madera, oxigeno …). Pero ya sabemos que, al igual que los animales y aunque no las oimos, las plantas “hablan” entre ellas empleando diversos mecanismos sensoriales para comunicarse, especialmente con el fin de defenderse. Las plantas pueden sentir, las plantas pueden expresarse … y ahora tambien pueden contar!

Botanicos del centro de investigacion britanico John Innes Centre publicaron este apasionante trabajo en la revista eLIFE despues de haber constatado que las plantas eran capaces de gestionar su reserva de almidon durante toda la noche de modo que estas se acaban precisamente en el momento en que amanece para asi evitar una muerte asegurada por hambruna.

Como todos sabemos, durante el dia las plantas llevan a cabo la fotosintesis, proceso esencial para su crecimiento porque es durante el dia que, gracias al CO2 atmosferico y la energia que aporta la luz, las plantas sintetizan materia organica imprescindible para su constitucion. Por la noche, en ausencia de luz y de fotosintesis, la maquinaria molecular no se para, las plantas siguen generando materia organica y lo hacen recurriendo a sus reservas de carbohidratos (tipicamente de almidon) para seguir aportando energia a su metabolismo.

Una adaptacion de recursos variables e inteligente?

Partimos de la premisa de que el sol no siempre se pone a la misma hora, bien por el cambio de temporada, la zona geografica o incluso simplemente porque por desgracia para las plantas de nuestro salon no abrimos las persianas a la misma hora. Entonces si las noches no duran el mismo tiempo, como se las arregla una planta para gestionar eficazmente su stock de almidon sin llegar desmayada a la mañana siguiente?

Para responder a esta pregunta, los botanicos autores del estudio realizaron un experimento muy simple pero con resultados vanguardistas para los organismos vegetales. Colocaron a Arabidopsis thaliana, la planta herbacea favorita por excelencia de los laboratorios, en diferentes cuartos de luz controlada para someterlas a noches de longitud variable. Sorprendentemente, observaron que sea cual sea la longitud de la noche, si la llegada de la noche fue artificialmente avanzada o retrasada, las plantas consumen siempre el 95% de sus recursos en almidon acumulados durante el dia.

Asi, dos hipotesis fueron avanzadas: o bien la planta se adapta a lo largo de la noche con una velocidad de consumicion del almidon variable con aceleraciones o desaceleraciones para asi ahorrar en energia hasta la llegada del sol, o la planta evalua desde el atardecer la longitud de la noche, es decir, controla el ritmo de consumicion del almidon para que este sea constante hora por hora durante toda la noche.

Un dominio perfecto del calculo matematico.

Con el fin de observar como las plantas se adaptaron, los cientificos utilizaron plantas controladas con un ritmo preestablecido de 12 horas dias / 12 horas noches a los que cambiaron bruscamente la duracion de la noche reduciendola a 8h o aumentando a 16h. En cada cambio, la planta se adapto y de nuevo siempre consumio el 95% de sus recursos… siempre! En otras palabras, las plantas “preven” la duracion de la noche y su reloj interno “sabe” que el ciclo de la madrugada-amanecer es de 24h.

Y que pasa si la noche se hace mas corta entonces?

– Si el sol cae de repente despues de 8h (no en 12h como suele ser el caso), el “reloj biologico” de la planta calcula 24 horas (tiempo total) menos 8h (soleado), lo que da 16 horas de noche;

– Y entonces la planta divide sus tasa de recursos por el numero de horas en la noche.

Conclusion: las plantas saben restar y dividir.

Parece de locos pero los cientificos del Centro John Innes estan convencidos de que las plantas controlan su ritmos de consumicion de almidon durante la noche realizando calculos matematicos muy sutiles, concretamente divisiones aritmeticas!!

Podemos hablar de “memoria” o “inteligencia”?

Otros experimentos se llevaron a cabo, incluyendo la insercion de un pequeño periodo de sol durante la noche para engañar a las plantas y restablecer su reloj interno a cero. Quizas podeis intuir las conclusiones… Para ir mas lejos en la sutileza del funcionamiento de estos seres que creiamos “inferiores”, resulta que la planta (que habia reconstituido parte de sus reservas durante este breve periodo de luz) no cayo en la trampa! Cuando la noche regreso, calculo cuanto tiempo de oscuridad le quedaba para cumplir el ciclo de noche completo y a que ritmo, mas intenso que el calculado inicialmente, tenia que consumir su stock parcialmente renovado! Tendrian entonces, ademas de una calculadora interna, una memoria.

Si, los cientificos aun no saben con exactitud como las plantas evaluan la duracion de la noche, dan por sentado que se trata de interacciones quimicas entre dos moleculas diferentes: la primera informaria sobre el tiempo que queda antes del amanecer y la segunda advierte de la cantidad restante de stockage en sus celulas. Modelos matematicos ya han confirmado este ingenioso funcionamiento en el cual la planta fija la velocidad a la que se va a consumir sus reservas en carbohidratos durante el periodo que no tendra acceso a otra fuente de energia.

Este descubrimiento me ha hecho mirar el mundo vegetal con otra perspectiva. Cada noche la planta pone en marcha un proceso para maximizar sus reservas de hidratos de carbono, sin entrar en el rojo (de ahi el margen del 5% de la seguridad), ciertamente un proceso digno de ser comparado con los de los seres “superiores”. Es evidente que estos mecanismos son esenciales para mantener el crecimiento y la productividad de la planta. Y ahora muchos expertos se preguntan, si logramos entender como consiguen las plantas proseguir con su crecimiento en la oscuridad, podriamos aprovechar ese conocimiento para mejorar espectacularmente nuestras cosechas.

Una idea fascinante verdad?

universidadagricola.com

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