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¿Cómo las plantas saben dónde está la luz del sol?

A lo largo de su proceso de crecimiento, las plantas tienen una tendencia natural a orientarse hacia una fuente de luz. Esta habilidad es posible gracias a una característica única que les permite detectar y responder a las señales luminosas. Aquí le contamos cómo funciona este mecanismo.

Cuando la luz se mueve en un lugar uniforme, como el aire o el agua, generalmente va en línea recta, aunque puede desviarse un poco por cambios en la temperatura.
Cuando la luz se mueve en un lugar uniforme, como el aire o el agua, generalmente va en línea recta, aunque puede desviarse un poco por cambios en la temperatura.
PhotoMIX/pexels

Científicos especializados en biología e ingeniería han descubierto propiedades ópticas en los canales de aire intercelulares de las plantas, revelando así un fascinante aspecto del tejido vegetal. Este hallazgo no solo aporta conocimientos sobre la estructura de las plantas, sino que también arroja luz sobre cómo estos organismos detectan la fuente de luz que utilizan para su alimentación.

Las plantas, en su proceso de crecimiento, tienden a orientarse hacia una fuente de luz natural. Incluso en su etapa de madurez, ejemplos como los girasoles son capaces de girar sus tallos para mantener sus flores alineadas con la trayectoria solar. Este fenómeno es conocido como fototropismo o heliotropismo, y ha persistido a lo largo del tiempo debido a su capacidad para maximizar la captación de luz y aumentar la producción de energía a través de la fotosíntesis.

En el tejido vegetal, los fotorreceptores están distribuidos en hojas y tallos, lo que significa que los organismos vegetales "perciben" la luz de manera constante. Sin embargo, el misterio del fototropismo radica en cómo las plantas logran distinguir las distintas intensidades de luz que reciben y cómo sus células responden a estos estímulos lumínicos. Hasta ahora, no se había encontrado una explicación clara para este intrigante fenómeno, pero el descubrimiento de propiedades ópticas en los canales de aire intercelulares es un paso significativo hacia el entendimiento de este proceso biológico.

Los canales de aire la clave para entender el fototropismo


Una investigación reciente liderada por Ganesh M. Nawkar de la Universidad de Lausanne (Suiza) y su equipo ha desentrañado una complejidad previamente desconocida en el proceso de fototropismo.

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La revelación más sorprendente de este trabajo, publicado en la destacada revista científica Science, se centra en los canales de aire intercelulares y su redefinición funcional. Estos canales, que antes se consideraban simplemente espacios entre las células del tejido vegetal, han revelado su importancia gracias a un análisis detallado realizado en plantas mutantes transparentes.

Donde observan en tiempo real los canales de aire en contraste con otras plantas cuyos canales estaban llenos de agua, se ha destacado su papel central en la forma en que las plantas perciben y responden a la luz. Este hallazgo representa un avance significativo en la comprensión de este proceso biológico fundamental.

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La luz y los caminos secretos de las plantas


Según lo que se descubrió en la investigación, la clave está en el aire que está dentro de los canales de las plantas. Cuando la luz se mueve en un lugar uniforme, como el aire o el agua, generalmente va en línea recta, aunque puede desviarse un poco por cambios en la temperatura, pero no mucho. Pero, cuando la luz encuentra un cambio de lugar, como pasar del agua al aire o al revés, algo llamado refracción y dispersión ocurre. Puede pensar en ello como cuando la luz hace un arcoíris al pasar por gotas de agua.

Cuando los canales de las plantas están llenos de aire y las células de agua, se produce la dispersión porque la luz pasa de una parte acuosa a una parte con aire. La refracción ayuda a la planta a "leer" la dirección de la luz, gracias a unos elementos llamadas fototropinas nombrados al inicio del texto. Esto ayuda a la planta a crecer en la dirección correcta siguiendo el gradiente de unas sustancias llamadas auxinas.

En cambio, en las plantas mutantes que tienen sus canales llenos de agua, no hay cambio de ambiente y por lo tanto, no hay dispersión. Según lo que descubrió Nawkar en su investigación, la falta de este cambio afecta negativamente la habilidad de las plantas para entender y reaccionar adecuadamente a la luz.

Transformando la comprensión del fototropismo


Este hallazgo cambia completamente la manera en que se entienda el fototropismo. Aunque la conexión entre las fototropinas y las auxinas sigue siendo crucial, la presencia de canales de aire emerge como el componente clave que capacita a las plantas para ajustar su crecimiento hacia la fuente de luz de manera precisa. Es como si las plantas estuvieran imitando comportamientos animales, pero sin necesidad de tener un sistema nervioso. Al interpretar el gradiente lumínico a través de la dispersión de la luz en estos canales, las plantas parecen casi tomar decisiones informadas sobre la mejor dirección para crecer.

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La investigación de Nawkar resalta la complejidad y adaptabilidad de los mecanismos biológicos en el reino vegetal. Al desentrañar los secretos de cómo las plantas perciben la luz, se encuentra una red de interacciones complicadas que superan las expectativas. Esto abre nuevas puertas para investigaciones en fisiología vegetal y en el emergente campo de la gnosiofisiología de las plantas.

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