Divulgando ciencia por naturaleza

Las plantas, esas expertas en cálculo matemático.

6 comentarios

plantas_verdes_pequenas-normalLas últimas investigaciones en biología vegetal hacen que este mirando los geranios de mi balcón con cierta admiración. Tendemos a pensar que las plantas son seres inertes, extremadamente frágiles, apreciadas sólo por lo que producen (semillas, flores, frutos, raíces, tubérculos, madera, oxígeno …). Pero podéis ir borrando esta imagen de subespecie pasiva porque ya sabemos que, al igual que los animales y aunque no las oímos, 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 también pueden contar!

Botánicos del centro de investigación británico John Innes Centre publicaron este apasionante trabajo en la revista eLIFE después de haber constatado que las plantas eran capaces de gestionar su reserva de almidón durante toda la noche de modo que estas se acaban precisamente en el momento en que amanece para así evitar una muerte asegurada por hambruna.

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Como todos sabemos, durante el día las plantas llevan a cabo la fotosíntesis, proceso esencial para su crecimiento porque es durante el día que, gracias al CO2 atmosférico y la energía que aporta la luz, las plantas sintetizan materia orgánica imprescindible para su constitución. Por la noche, en ausencia de luz y de fotosíntesis, la maquinaria molecular no se para, las plantas siguen generando materia orgánica y lo hacen recurriendo a sus reservas de carbohidratos (típicamente de almidón) para seguir aportando energía a su metabolismo.

 

¿Una adaptación 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 geográfica o incluso simplemente porque por desgracia para las plantas de nuestro salón no abrimos las persianas a la misma hora. Entonces si las noches no duran el mismo tiempo, ¿cómo se las arregla una planta para gestionar eficazmente su stock de almidón sin llegar desmayada a la mañana siguiente?

Para responder a esta pregunta, los botánicos autores del estudio realizaron un experimento muy simple pero con resultados vanguardistas para los organismos vegetales. Colocaron a Arabidopsis thaliana, la planta herbácea 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 almidón acumulados durante el día.

Así, dos hipótesis fueron avanzadas: o bien la planta se adapta a lo largo de la noche con una velocidad de consumición del almidón variable con aceleraciones o desaceleraciones para así ahorrar en energía hasta la llegada del sol, o la planta evalúa desde el atardecer la longitud de la noche, es decir, controla el ritmo de consumición del almidón para que este sea constante hora por hora durante toda la noche.

 

Un dominio perfecto del cálculo matemático.

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

¿Y qué pasa si la noche se hace más corta entonces?

– Si el sol cae de repente después de 8h (no en 12h como suele ser el caso), el “reloj biológico” 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 número de horas en la noche.

Conclusión: las plantas saben restar y dividir.

Parece de locos pero los científicos del Centro John Innes están convencidos de que las plantas controlan su ritmos de consumición de almidón durante la noche realizando cálculos matemáticos muy sutiles, concretamente divisiones aritméticas!!

 

¿Podemos hablar de “memoria” o “inteligencia”?

Otros experimentos se llevaron a cabo, incluyendo la inserción de un pequeño periodo de sol durante la noche para engañar a las plantas y restablecer su reloj interno a cero. Quizás podéis intuir las conclusiones… Para ir más lejos en la sutileza del funcionamiento de estos seres que creíamos “inferiores”, resulta que la planta (que había reconstituido parte de sus reservas durante este breve periodo de luz) no cayó en la trampa! Cuando la noche regreso, calculó cuánto tiempo de oscuridad le quedaba para cumplir el ciclo de noche completo y a qué ritmo, más intenso que el calculado inicialmente, tenía que consumir su stock parcialmente renovado! Tendrían entonces, además de una calculadora interna, una memoria.

[UNSET]Si, los científicos aún no saben con exactitud cómo las plantas evalúan la duración de la noche, dan por sentado que se trata de interacciones químicas entre dos moléculas diferentes: la primera informaría sobre el tiempo que queda antes del amanecer y la segunda advierte de la cantidad restante de stockage en sus células. Modelos matemáticos 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 período que no tendrá acceso a otra fuente de energía.

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 ahí 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 cómo consiguen las plantas proseguir con su crecimiento en la oscuridad, podríamos aprovechar ese conocimiento para mejorar espectacularmente nuestras cosechas.

¿Una idea fascinante verdad?

Elodie Brans.

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Autor: Elodie Brans

...Biotechnologist of Scientific Conviction... Born French living in Spain and addicted to travel. Mixing Life Sciences 1.0 with the world 2.0

6 pensamientos en “Las plantas, esas expertas en cálculo matemático.

  1. Hola Elodie, gracias por el artículo. He estado relacionado con plantas toda mi vida. Mi familia tuvo un invernadero de plantas de interior. Siempre me han apasionado las plantas, cómo reaccionan a los cambios con el entorno, cómo te dice “has acertado con esto” cuando las abonabas en el momento adecuado o las fumigabas. Y también cómo te decían, “algo no va bien, no crezco”. Una simple curiosidad que siempre me preguntaba con ellas. Si al esquejar plantas, obtienes dos copias exactas, ¿podemos decir que el mismo ser vivo ocupa dos espacios diferentes al mismo tiempo?
    ¡Saludos!

  2. simplemente genial la entrada!, enhorabuena!

  3. Maravilloso!!!! Enseñan a vivir, a valorar todo lo que la naturaleza nos regala!!!! Adelante con este proyecto!!! Amalia

  4. Pingback: FISIOLOGIA VEGETAL » Estudio argentino confirma que plantas hermanas se reconocen entre sí

  5. Muy interesante una vez más, Sta Brans. La pregunta es, ¿Cómo lograrán las plantas adaptar su reloj metabólico a las condciciones a a las que son sometidas por el cambio climático?

    • Mil gracias José Manuel por seguirme, me hace muy feliz saber que me lees :)…. en cuanto a la pregunta, no te puedo decir con certeza cómo, pero sí creo lo harán mejor y de forma más inteligente que los Homo sapiens!

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