CIENTÍFICOS CONSIGUEN CONTROLAR FUNCIONES DE LAS PLANTAS

Una serie de investigadores de la Universidad Julius-Maximilians ha conseguido controlar a distancia algunas funciones de las plantas. Los científicos han logrado controlar la apertura y cierre de los estomas.

En esta imagen vemos los estomas de una planta, que son una pequeñas aberturas con la capacidad de abrirse y cerrarse, una de las funciones de las plantas que se pueden controlar de manera fotosensible.
Imagen: Estoma de una planta (Color no real). Fuente: portalfruticola.com

Los estomas se encuentran en la epidermis de casi todas las partes aéreas de las plantas. Estas son unas aberturas regulables formadas por un par de células especializadas, las células oclusivas. Además, tienen la función de regular el intercambio de gases durante la fotosíntesis o evitar la pérdida de agua y el marchitamiento. Por lo tanto, la apertura y cierre de estos poros está regulada por las células oclusivas, también llamadas de guarda. En estas, si cae la presión interna se cierra el poro. No obstante, si la presión interna aumenta las células se separan y la abertura se ensancha.

Estas células se rigen por unos mecanismos muy complejos o un conjunto de reacciones químicas que inducen a actuar de una manera u otra. Por otro lado, esto se conoce en la biología celular como una vía de señalización. Sin embargo, esta complejidad es el motivo por el cuál los científicos siempre han tenido difícil influir en este proceso. No obstante, el equipo de investigadores de la Universidad Julius-Maximilians de Würzburg, en Baviera, ha descubierto como controlar los movimientos de los estomas de manera remota mediante el empleo de pulsos de luz.

“Interruptor” vegetal sensible a la luz

Para lograr el objetivo de manipular los estomas, han introducido en las células de guarda de varias plantas de tabaco una especie de “interruptor” fotosensible. En este caso, es un tipo de tecnología tomada de la optogenética. Esta usa iones sensibles a la luz (opsinas) que activan o inhiben la acción de las neuronas de los animales. Gracias a esto se consigue manipular su actividad neuronal de manera satisfactoria en animales, por eso se está investigando en plantas.

El equipo recurrió a una proteína del alga Guillardia theta. Dicha proteína es fotosensible y funciona como un “interruptor”. Este “interruptor” responde a los pulsos de luz asegurando que el ion cloruro fluya fuera de las células guarda y el potasio en el interior.

“Al exponer la proteína procedente de Guillardia theta a la luz, hemos puenteado la propia cadena de señalización de la célula, probando así la hipótesis de que la apertura de los canales aniónicos es esencial y suficiente para el cierre de los estomas […] La exposición a la luz había impedido casi por completo la transpiración de las plantas”

Director del equipo de investigación, Rainer Hedrich.

Este estudio ha reportado diversos beneficios: poder obtener conocimientos sobre cómo las plantas regulan el consumo de agua o cómo se producen los movimientos estomáticos. Además, ahora es posible cultivar plantas con un mayor número de canales aniónicos en las células oclusivas. Esto le ofrece a las plantas nuevos beneficios y mayor capacidad de respuesta frente a cualquier variación ambiental. Un ejemplo es que las plantas con la proteína están mejor preparadas para las olas de calor y las sequías al poder cerrar sus estomas más rápidamente.

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