Por qué es importante: Desde la década de 1980 se sabe que las plantas poseen mecanismos de defensa que operan a través del aire. Recientemente, un equipo de investigadores japoneses no sólo demostró sino que también capturó visualmente cómo funciona esta forma sutil de comunicación.
Cuando están estresadas o amenazadas, las plantas pueden «gritar» y liberar una sustancia fina y volátil que permite a otras plantas saber que algo anda mal. Un nuevo estudio explica cómo funciona este mecanismo de defensa y cómo las plantas verdes pueden enviar mensajes de advertencia a través de compuestos orgánicos volátiles (COV) específicos.
Los COV son liberados por plantas mecánicamente dañadas, según un estudio explica, y pueden inducir diversas respuestas de defensa en las plantas vecinas. Esta señalización basada en COV está diseñada para proteger a las plantas de las amenazas ambientales. Sin embargo, la mecánica precisa de la transducción sensorial de COV seguía siendo en gran medida desconocida hasta ahora.
Dirigido por Yuri Aratani, un equipo de la Universidad de Saitama especializado en biología molecular ha desarrollado un método de obtención de imágenes innovador. Los investigadores japoneses instalaron una bomba para transferir COV emitidos por plantas dañadas o plagadas de insectos a plantas intactas, con un microscopio de fluorescencia observando el proceso de mensajería bioquímica en curso.
Los científicos dejaron que las orugas (Spodoptera litura) comieran hojas de plantas de tomate y Arabidopsis thaliana, una maleza común de la familia de la mostaza. Luego, los COV liberados se transfirieron a una segunda planta de Arabidopsis libre de insectos. Las plantas fueron modificadas genéticamente para expresar un biosensor fluorescente en sus células, que emitía una luminiscencia verde cuando estaba presente un flujo de iones de calcio.
Los investigadores confirmaron que esta señalización de calcio, un método de comunicación también utilizado por las células humanas, es eficaz en la comunicación de las plantas. Cuando las plantas sanas recibieron COV de plantas dañadas, explica el estudio, respondieron con ráfagas de señalización de calcio que recorrieron las hojas.
Los investigadores identificado dos compuestos diferentes en el aire, o «volátiles de las hojas verdes» (Z-3-HAL, E-2-HAL), que fueron responsables del aumento de la concentración de calcio en las células protectoras, las células del mesófilo (dentro del tejido interno de las hojas) y epidérmicas. Células (más externas) de las hojas. Cuando se trató con una fitohormona que cierra los estomas, los pequeños poros a través de los cuales las plantas «respiran» CO2 del aire, el proceso de señalización del calcio se redujo significativamente.
Según el biólogo de Saitama, Masatsugu Toyota, el estudio finalmente revela la intrincada historia de «cuándo, dónde y cómo» las plantas responden a los mensajes de advertencia en el aire. Esta red de comunicación etérea, oculta a la vista humana, juega un papel fundamental en los mecanismos de defensa de las plantas, afirmó Toyota.