SE DESCUBRE COMO LAS PLANTAS CRECEN EVITANDO LA SOMBRA.

15 de Abril de 2012.

Aunque parezcan de modales suaves, las plantas son extremadamente competitivas, sobre todo cuando se trata de obtener su parte justa de luz solar. Ya sea en un bosque o en una granja, donde las plantas crecen luchando por los rayos del sol.

El arma principal de una planta en esta lucha es la capacidad de crecer hacia la luz, recibiendo sólo la cantidad que necesita y el sombreado de su competencia. Ahora, los científicos del Instituto Salk para Estudios Biológicos han determinado con precisión cómo las hojas le señala a los tallos como crecer cuando una planta se ve atrapado en un lugar sombreado.
En un artículo publicado en Genes and Development, los investigadores informan que una proteína conocida como factor de interacción fitocromo 7 (PIF7) sirve como mensajero clave entre los sensores celulares de luz de una planta y la producción de auxinas, hormonas que estimulan el crecimiento del tallo. 

Esta es una planta de Arabidopsis thaliana. Crédito: Cortesía del Instituto Salk para Estudios Biológicos.

"Sabíamos cómo las hojas percibían la luz y que auxinas impulsan el crecimiento, pero no entendíamos la vía que conecta estos dos sistemas fundamentales", dice Joanne Chory, profesor y director del Laboratorio de Biología Vegetal de Salk y Howard Hughes, investigador del Instituto Médico. "Ahora que sabemos que la PIF7 es el transmisor, tenemos una nueva herramienta para desarrollar cultivos que optimizen el espacio en el campo y por lo tanto producir más alimentos o materias primas para biocombustibles y productos químicos biorenovables". 

Las plantas reunen información de inteligencia sobre su situación respecto a la luz ---- incluyendo si están rodeadas de otras plantas ladronas de luz ---- a través de moléculas fotosensibles en sus hojas. Estos sensores determinan si una planta se encuentra a plena luz del sol o a la sombra de otras plantas, basadas en la longitud de onda de la luz roja que golpea las hojas.

Si una planta necesita la luz del sol, como el berro Thale (Arabidopsis thaliana), los estudios de Chory con esta especie, ubicada en un lugar sombreado, los sensores dicen a las células en el tallo para alargarse, haciendo que la planta crezca hacia arriba, hacia la luz solar.

Planta de Arabidopsis thaliana.

Cuando una planta se mantiene en la sombra durante un período prolongado, sin embargo, es posible que florezca temprano y produzcan menos semillas en un último esfuerzo para ayudar a su descendencia en su propagación como bienes raíces más soleado. En agricultura, esta respuesta, conocida como síndrome de evasión de sombra, que resulta en la pérdida de rendimiento de los cultivos debido a las hileras plantadas cerca de otras plantas que bloquean la luz del otro.

Los científicos sabían que el pigmento que se encuentra en las hojas de los berros Thale, el fitocromo B (PHYB), está excitado por las longitudes de onda de luz roja que conduce la fotosíntesis, así como por la luz infrarroja cercana que está enriquecida en lugares con sombra. Pero nadie había encontrado una relación directa entre esta respuesta a la luz, y la respuesta de la hormona que impulsa el crecimiento en la sombra. 

En su estudio, Chory y sus colegas, incluyendo a Joseph R. Ecker, profesor en la Planta de Salk Molecular y Laboratorio de Biología Celular, utiliza los análisis bioquímicos y genómicos para identificar la PIF7, ya que el vínculo molecular clave entre los sensores de luz de una planta y la producción de auxinas.

Ellos demostraron que cuando una planta de berro se coloca en la sombra, una cascada de cambios moleculares se produce en las células de las hojas: el fotorreceptor PHYB causa cambios químicos en la PIF7, que entonces activa los genes que dirigen a la célula a producir auxinas.

"Ya sabíamos que la auxina se produce en las hojas y viaja a el tallo para estimular el crecimiento", dijo Chory. "Ahora sabemos cómo estimula en la sombra las hojas para producir auxina, y resulta que es una vía muy sencilla de controlar una función tan importante".
Añadió que los hallazgos podrían ofrecer nuevas vías para el desarrollo de cultivos con arquitecturas con tallos más adecuados en filas en terreno bien plantados, haciéndolos menos propensos al síndrome de eludir la sombra. Si tiene éxito, estos cultivos le producirá rendimientos más altos de alimentos y de biocombustibles que las variedades existentes.

Fuente: Instituto Salk.