Aunque no hay pruebas científicas de que las plantas se vean afectadas por las emociones de los humanos, sí es cierto que son capaces de comunicarse con otras plantas, ya sea para coordinar sus procesos o para avisarlas cuando hay un peligro cerca. Así que, sin más preámbulos, veamos más de cerca el proceso de comunicación de las plantas, ¡así como algunos ejemplos!
La comunicación celular en las plantas
Como punto de partida, echemos un vistazo a laestructura de las células vegetales. Recuerda que las plantas forman parte del reino Plantae y del dominio Eukarya.
Aunque las células vegetales y animales tienen algunas similitudes, las células vegetales tienen algunas estructuras que las células animales no tienen.
Las células vegetales tienen una pared celular de celulosa que da soporte a la célula.
También tienen una vacuola central que contiene una solución débil de azúcares y sales. La vacuola central se utiliza para el almacenamiento, la descomposición de residuos y también ayuda en el metabolismo. El tonoplasto es la membrana que envuelve la vacuola central.
Los cloroplastos son orgánulos fotosintéticos que contienen clorofila para la fotosíntesis.
Los plasmodesmos son canales que conectan el citoplasma de las células adyacentes a través de la pared celular y la membrana plasmática.
Las plantas pueden comunicarse de varias formas, como mediante el contacto directo, las hormonas vegetales y la señalización eléctrica. Mediante la comunicación, coordinan distintas actividades en función de los estímulos ambientales.
Además, pueden comunicarse con otras células vegetales para hacerles saber lo que ocurre en otras partes de la planta, como las raíces y las hojas.
Estas uniones llamadas plasmodesmos entre las células vegetales son donde tiene lugar la comunicación celular a través del contacto directo (contacto de célula a célula). Los plasmodesmos transportan materiales de célula a célula a través del citoplasma.
Señalización local en las plantas
Aunque hay muchas cosas que los investigadores aún no comprenden sobre la señalización local en las plantas, sí saben que, al igual que los animales, las plantas pueden utilizar hormonas para la señalización. La mayoría de las hormonas vegetales llegan a sus células diana moviéndose de célula a célula.
Una célula di ana es cualquier célula que tenga un receptor para la hormona.
Algunas hormonas vegetales importantes son
- Auxina (IAA ) - Estimula el alargamiento del tallo, el crecimiento de las raíces y la ramificación. También regula el desarrollo del fruto y potencia las funciones en el fototropismo y el gravitropismo.
- Citoquinina - Estimula el crecimiento celular, la división celular y la germinación.
- Giberelinas - Promueven la germinación de las semillas y los arbustos, la elongación de los brotes y el crecimiento de las hojas. También promueve la floración y la maduración de los frutos.
- Etileno - Favorece la maduración de los frutos y la caída de las hojas.
Comunicación vegetal Señalización eléctrica
Como respuesta a los estímulos ambientales o a las hormonas, las plantas generan señales eléctricas como forma de comunicación. Estas señales afectan a las plantas de distintas formas, como la fotosíntesis, la respiración, la floración y la cicatrización de heridas.
Veamos los pasos que intervienen en la transducción de señales en las plantas.
En las plantas, la transducción de señales es la vía por la que se transmiten señales químicas o físicas a través de una célula vegetal en respuesta a estímulos ambientales, y se vinculan a respuestas celulares.
Etapa 1: Recepción - La primera etapa de la transducción de señales en las plantas es la recepción. Aquí, las señales como las hormonas (señales químicas) o los estímulos ambientales son detectados por receptores situados normalmente en la membrana plasmática. Estos receptores son proteínas que cambian de forma en respuesta a un estímulo específico.
Paso 2: Transducción - Tras la recepción de la señal, se produce la transducción . En la transducción de estas señales intervienen segundos mensajeros.
Los segundosmensajeros son pequeñas moléculas e iones de la célula cuya función es amplificar la señal del receptor y transferirla a otras proteínas que llevan a cabo la respuesta.
Ejemplos de segundos mensajeros implicados en la comunicación vegetal son los iones de calcio citosólico (Ca2+) y el GMP cíclico (cGMP).
Paso 3: Respuesta - Cuando los segundos mensajeros transfieren la señal a proteínas que producen una respuesta fisiológica y celular.
Las plantas se comunican a través de las raíces
Los científicos han visto las plantas de forma muy diferente desde que una investigación cambió su forma de pensar sobre ellas. Se ha descubierto que las plantas son capaces de comunicarse a través de sus raíces. Lo hacen segregando exudados radiculares al suelo a través de la rizosfera (la zona radicular de la planta).
Los exudadosradiculares son compuestos orgánicos exudados por las raíces de las plantas a los sustratos circundantes.
Esta forma de comunicación es la principal manera que tienen las plantas de comunicarse con el microbioma de su rizosfera para facilitar la absorción de nutrientes, la señalización entre plantas, el reclutamiento de microorganismos beneficiosos ¡e incluso el parasitismo!
Por ejemplo, los tomates heridos pueden enviar señales para informar a las tomateras vecinas de cualquier infestación de herbívoros, de modo que puedan preparar algún tipo de defensa.
Una planta también puede utilizar las raíces para "escuchar" a sus vecinas. Muy chulo, ¿verdad?
¿Tienen las plantas alguna ayuda a la hora de comunicarse con otras plantas? Larespuesta a esta pregunta es ¡sí! La comunicación entre plantas puede mejorar con la presencia dehongos micorrícicos .
Loshongos micorrícicos son hongos que forman asociaciones simbióticas con las raíces de las plantas.
Estos hongos micorrícicos contienen grandes redes miceliales que son muy eficaces en la transmisión de señales entre las raíces de las plantas, y también ayudan a la raíz de la planta a adquirir agua y minerales del suelo.
Un micelio es una red entretejida de hifas (estructuras similares a hilos que componen el cuerpo vegetativo del hongo) que se utiliza para la absorción de nutrientes.
Por ejemplo, si una planta que está más alejada de otra se encuentra en la necesidad de algunos nutrientes, ¡los nutrientes pueden ser transportados desde otra planta a esa planta a través de la red micelial subterránea!
Ejemplos de comunicación entre plantas
Veamos ejemplos de cómo las plantas utilizan la comunicación para responder a distintos estímulos ambientales.
En épocas de sequía, las células vegetales se comunican con otras células vegetales para reducir la tasa de transpiración y conservar el agua. Esto se consigue mediante la liberación de ácido abscísico (una hormona vegetal) en las hojas, que ayuda a mantener cerrados los estomas de la planta.
Algunas plantas pueden comunicarse mediante impulsos conocidos como potenciales de acción.
Por ejemplo, la planta Venus atrapamoscas transmite potenciales de acción desde los pelos sensoriales de la trampa, que responden cerrándola.
Figura 6. Venus atrapamoscas.
En condiciones de frío, las plantas pueden responder ajustando la fluidez de la membrana y produciendo proteínas anticongelantes . Por otra parte, una planta puede responder a un estrés térmico grave produciendo proteínas de choque térmico que reducen la desnaturalización de las proteínas .
Factor de impacto de la comunicación sobre plantas
Una de las revistas más populares sobre biología vegetal se llama Plant Communications. Esta revista publica investigaciones que implican avances técnicos y recursos en evolución vegetal, ecología, fisiología vegetal, bioquímica vegetal y muchas otras áreas de la biología vegetal.
Este año (2022), la revista de comunicaciones sobre plantas ha tenido un factor de impacto de 8,625.
El factor de impacto se calcula en función del número de citas que ha recibido de artículos publicados en los dos últimos años.
Investigación sobre la comunicación vegetal
Para terminar, exploremos algunas investigaciones interesantes sobre la comunicación entre plantas. Los investigadores han descubierto que los niveles elevados de ozono (O3 ) perturban la comunicación entre plantas e insectos en zonas urbanas al degradar los volátiles que intervienen en la comunicación.
Otra investigación descubrió que las plantas de melón que han sido infectadas por un tipo depotyvirus (virus del mosaico de la sandía) son capaces de emitir volátiles que inducen la desregulación génica en las plantas sanas cercanas, ¡algo parecido a prepararlas para las infecciones entrantes!
Comunicación entre plantas - Puntos clave
- Las plantas utilizan la comunicación para coordinar distintas actividades en función de los estímulos ambientales, y también para hacer saber a otras células vegetales lo que ocurre en las raíces, las hojas u otras zonas de la planta.
- En las células vegetales, la comunicación por contacto directo (contacto de célula a célula) se produce en estas uniones entre células vegetales llamadas plasmodesmos.
- Como respuesta a estímulos ambientales u hormonas, las plantas generan señales eléctricas como forma de comunicación. Estas señales afectan a las plantas de distintas formas, como la fotosíntesis, la respiración, la floración y la cicatrización de heridas.
- Loshongos micorrícicos son hongos que forman asociaciones simbióticas con la raíz de las plantas.
Referencias
- Impello® Biosciences, Exudados radiculares, (s.f.).
- Biology Discussion, Plant Signal Transduction | Biotechnology, 23 dic. 2016.
- Elhakeem, A., Markovic, D., Broberg, A., Anten, N. P. R., & Ninkovic, V., Los estímulos mecánicos aéreos afectan a la comunicación planta-planta subterránea. PLOS ONE, 13(5), 2018.
- Cell, Edición: Plant Communications, (sin fecha).
- Masui, N., Agathokleous, E., Mochizuki, T., Tani, A., Matsuura, H., & Koike, T., El ozono interrumpe la comunicación entre plantas e insectos en zonas urbanas y suburbanas: una visión actualizada de los volátiles de las plantas, Journal of Forestry Research, 2021.
- López-Berenguer, C., Donaire, L., González-Ibeas, D., Gómez-Aix, C., Truniger, V., Pechar, G. S., & Aranda, M. A., Las plantas de melón infectadas por un virus emiten volátiles que inducen la desregulación genética en las plantas sanas vecinas. Fitopatología®, 111(5), 862-869, 2021.
- AP Biology - AP Central | College Board, AP Central, 30 de mayo de 2017.
- Mary Ann Clark, Jung Ho Choi, Douglas, M. M., & College, O., Biología. Openstax, Universidad Rice, 2018.
- Pack, P. E., Biología AP, 2013.
- Figura 6: Venus atrapamoscas (https://www.flickr.com/photos/192952371@N05/51177629780/) de Gemma Sarracenia (https://www.flickr.com/photos/192952371@N05/). Licencia CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).
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