Las últimas investigaciones han descubierto que cuando las hojas de las plantas entran en contacto entre sí, se forma una red de señales biológicas que envía una alerta temprana de estrés ambiental a los "vecinos", mejorando así significativamente la capacidad de todo el grupo de plantas para resistir estrés como, por ejemplo, una luz intensa.capacidad. El equipo de investigación señaló que se espera que este fenómeno cambie nuestra comprensión tradicional de la relación entre las plantas: no son sólo competidoras, sino que también "se amontonan para calentarse" en ambientes hostiles.
La investigación fue realizada por el equipo del botánico Ron Mittler de la Universidad de Missouri. El artículo se publicó en la plataforma de preimpresión BioRxiv, pero aún no ha sido revisado por pares. Eligieron como objeto la planta modelo Arabidopsis thaliana y dividieron las plantas en dos grupos: un grupo se plantó muy cerca para que las hojas estuvieran en contacto entre sí, y el otro grupo se plantó a cierta distancia para evitar que las hojas se tocaran entre sí.
Después de establecer esta "cadena de hojas", los investigadores estresaron los dos grupos de plantas con luz de alta intensidad similar a la luz solar intensa, y luego evaluaron el grado de daño midiendo la fuga de electrolitos y el contenido de antocianinas en las hojas. Cuanto mayor es la fuga de electrolitos, más grave es el daño a la membrana celular, y la acumulación de antocianinas es un indicador típico de que las plantas están sufriendo estrés lumínico.
Los resultados mostraron que las plantas cuyas hojas estuvieron en contacto entre sí tuvieron menos daño foliar, menor acumulación de antocianinas y mostraron mayor resistencia al estrés lumínico; por el contrario, las plantas cultivadas solas y sin contacto entre sí tenían niveles de antocianinas significativamente más altos y daños más graves. Cuando se aplica estimulación o estrés a una de las plantas, dice Mittler, envía una señal a todas las plantas con las que entra en contacto, lo que hace que los individuos de toda la "red de contacto" se vuelvan más tolerantes.
Ya en 2022, las investigaciones han demostrado que las plantas en contacto entre sí pueden transmitir señales eléctricas entre partes aéreas. Sobre esta base, este trabajo preguntó además: ¿Es suficiente el simple "toque" para mejorar la resistencia al estrés de las plantas? Para revelar el mecanismo detrás de esto, el equipo introdujo mutantes genéticamente modificados que no podían transmitir señales químicas normalmente, y diseñó una "cadena de señales" que consta de tres plantas: el "emisor" que envía la señal, el "mediador" en el medio y el "receptor" al final.
Cuando la planta intermediaria fue reemplazada por una de tipo silvestre, los receptores terminales pudieron obtener protección contra el estrés lumínico; cuando el intermediario fue reemplazado por un mutante defectuoso, las plantas terminales perdieron esta capa de protección, lo que indica que la señalización química entre contactos es fundamental para mejorar la resistencia al estrés. Este diseño experimental también apunta al papel clave del peróxido de hidrógeno: la secreción relacionada se considera un vínculo fundamental para mejorar la resistencia de las poblaciones de plantas.
La visión tradicional es que las plantas tienen una relación más competitiva: compiten por espacio, luz y nutrientes. Mittler propuso una perspectiva evolutiva de "compensación": en situaciones con muchos depredadores y alta presión ambiental, crecer en grupos y mantener contacto físico puede conducir a una mayor capacidad de supervivencia general; mientras que en un entorno ideal casi sin presión y con recursos suficientes, crecer solo puede ayudar a las personas a maximizar el uso de los recursos.
Piyush Jain, biólogo vegetal de la Universidad de Cornell que participó en el estudio, comentó que el diseño experimental adoptado en este estudio fue "reflexivo e ingenioso" y ayudó a explorar más a fondo las vías de comunicación entre las plantas aéreas que aún son relativamente desconocidas. Señaló que el diseño responde a una pregunta de larga data: el papel que desempeñan las señales químicas y eléctricas en la capacidad de las plantas para resistir el estrés lumínico excesivo.
Aunque el estudio aún se encuentra en la etapa de preimpresión y sus conclusiones aún deben ser verificadas mediante experimentos más independientes, ha proporcionado nuevas pistas sobre cómo las plantas "se apoyan entre sí" bajo estrés ambiental. A medida que se aclaren más los mecanismos relevantes, las personas podrán utilizar más conscientemente el "sistema natural de defensa conjunta" generado por el contacto entre las plantas en la plantación agrícola y el diseño de los cultivos.