¿Las plantas tienen súper poderes? La increíble habilidad de detectar la luz
Las Plantas Estarán Ciegas
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Publicado el
22-10-2024
Foto de ignartonosbg
Por Israel Benítez García . Profesor del programa académico Ingeniería en Biotecnología y de la Maestría en Ciencias Aplicadas, Universidad Politécnica de Sinaloa . Mazatlán, Sinaloa, México
¿Alguna vez te has preguntado cómo las plantas, inmóviles y sin ojos, saben hacia dónde crece el Sol? La respuesta se encuentra en su asombrosa capacidad para percibir la luz. Al igual que nosotros, las plantas poseen mecanismos especializados que les permiten detectar y responder a diferentes tipos de radiación electromagnética. En este artículo, exploraremos cómo las plantas "ven" el mundo y cómo esta habilidad influye en su crecimiento y desarrollo.
ANTENAS OCULARES PARA PERCIBIR LA LUZ
"Las plantas han desarrollado una gran variedad de adaptaciones para optimizar la captación de luz. Por ejemplo, las plantas de sombra tienen hojas más grandes y delgadas para captar la poca luz disponible, mientras que las plantas de sol tienen hojas más pequeñas y gruesas para evitar el exceso de radiación. Además, muchas plantas han desarrollado movimientos especializados, como el heliotropismo, que les permite orientar sus hojas hacia la fuente de luz más intensa."
El mundo está lleno de señales y estímulos; pero cada señal es percibida por cada animal gracias a que sus células cuentan con antenas receptoras específicas, por ejemplo, en el ojo humano, que es el órgano que nos permite percibir la luz, cuenta con células que contienen "fotoreceptores", los cuales actúan como antenas en la superficie de la retina. Los fotoreceptores son neuronas especializadas en forma de cono y bastón que responden a diferentes longitudes de onda dentro del espectro de luz visible, convirtiéndola en impulsos nerviosos que son dirigidos al cerebro para su transformación en imágenes. A este mecanismo se le conoce como fototransducción. La señal emitida por los fotoreceptores se lleva a cabo por mensajeros (proteínas y iones) dentro de la célula. Éstos participan en reacciones bioquímicas que controlan la entrada y salida de iones como el sodio (Na+) y calcio (Ca+), cuya función es controlar la fototransducción y permiten que nuestro cerebro distinga los colores y figuras.
Los fotoreceptores en forma de bastón contienen "rodopsina", una proteína fotosensible que nos permite ver en condiciones de poca luminosidad y es capaz de percibir la luz verde azulada detectada a una longitud de onda de 500 nanómetros (nm), mientras que los fotoreceptores de cono tienen tres proteínas llamadas eritropsina percibe la luz roja a 700 nm, "cloropsina" percibe luz verde 530 nm- y cianopsina percibe la luz azul 430 nm-. Gracias a estas proteínas, los fotoreceptores del cerebro pueden interpretar los colores.
ESPECTRO DE LUZ VISIBLE
La luz visible es el espectro de radiación electromagnética que los ojos, a través de los fotoreceptores, perciben dentro de una longitud de onda de 400 nm a 700 nm; en este rango electromagnético se encuentra la luz azul, verde, amarilla y roja, es decir, a una longitud de 400 nm, nuestros ojos perciben la luz azul, a una longitud media de 580 nm el color amarillo y entre mayor -longitud por ejemplo 700 nm- la luz roja. Esto quiere decir que los diferentes colores que apreciamos al atardecer son debidos a las diferentes longitudes de onda dentro del espectro de luz visible que emiten los rayos del Sol. Sin embargo, el ojo humano no puede percibir longitudes de onda en donde se encuentran los rayos gama, rayos X y la luz infrarroja debido a que no contamos con proteínas fotosensibles para esas longitudes de onda. En este sentido, ¿será acaso que las plantas puedan ver la luz que nuestros ojos no perciben?
¿Cómo ven las plantas sin "ojos"?
Foto de Olena Bohovyk
GIRANDO HACIA LA LUZ
Si miras a tu alrededor, podrás ver objetos con diferentes formas, colores y texturas, o bien, identificar la diferencia entre el florero y la televisión. Las plantas no pueden hacerlo, por el contrario, son capaces de ver la luz del Sol que sale del este y la luz del Sol que se esconde en el oeste, así como ver si un día esta nublado o incluso si le estás tapando la luz. ¿Cómo saben las plantas esto? Darwin, ¡sí! Charles Darwin, el mismo que propuso la teoría de evolución, se hizo la misma pregunta y junto con su hijo Francis Darwin llevó a cabo un experimento con el cual mostraron el efecto de la luz en las plantas. Con sus descubrimientos, los Darwin demostraron que las plantas pueden girar hacia la luz, a este fenómeno se le conoce como fototropismo -movimiento hacia la luz-.
Las plantas se curvan en dirección a la luz debido a que perciben la luz azul que es emitida por los rayos del Sol. Darwin comprobó esto al cubrir la punta de una planta, evitando así que se moviera hacia la luz; sin embargo, al cubrirla con una mica transparente, nuevamente se curvó hacia la luz. Por otro lado, al cortar la parte superior de la planta, ésta no tuvo la capacidad de curvarse hacia la luz. Con este sencillo experimento, Darwin concluyó que algún factor se transmitía desde la punta de la planta hacia el resto del tallo causando su curvatura. Este hallazgo no responde cómo es que las plantas saben la dirección de donde proviene la luz, pero sí demostró que en la parte superior de la planta se encuentra la estructura que percibe la luz.
¿Cómo las plantas miran al mundo?
De acuerdo con Darwin, las plantas son sensibles a la luz. ¿Cómo logran percibir la luz? ¿Es el enigma que te preguntas ahora? La respuesta está en el ápice de las plantas ?la punta de las plantas?, donde se encuentran proteínas similares a las de nuestros ojos, y actúan de la misma manera en la que perciben la luz, pero las proteínas (fitocromos, criptocromos y fototropinas) de sus fotorreceptores son diferentes.
Foto de Dawid Zawila
A diferencia del ojo humano -que tiene cuatro fotoreceptores-, las plantas tienen 13 fotorreceptores llamados fitocromos que le permiten a las plantas percibir la luz y diferenciar entre los colores del espectro de luz. Por ejemplo, si ponemos a una planta al lado de una luz azul, se inclinará hacia el haz de luz, pero si la colocamos al lado de una luz roja, la planta no se inclinará. Esto sucede debido al tipo de fitocromo y su cromoforo -proteína sensible a diferentes tipos de luz-, responsables de distinguir la luz azul o la luz roja. Los fitocromos rojosI son importantes para las plantas porque gracias a éstos identifican cuándo es de día -al detectar la luz roja-, y de noche -al percibir la luz roja lejana-.
Gracias a esta maravillosa interpretación de la luz a través de los fitocromos, las plantas pueden saber si estás parado a su lado, debido a que cuando obstruyes el paso de luz a la planta, ésta detectará sólo la luz roja lejana, y si dejas pasar la luz libremente, las plantas vuelven a absorber la luz roja y ellas percibirán que hay algo a su lado. En resumen, los fitocromos actúan como un sensor, con la luz roja se enciende y reconoce que es de día y con la roja lejana se apaga y sabe que es de noche. Las plantas responden ante esta situación de una manera que no te lo imaginas; por ejemplo, si pones una planta grande al lado de una pequeña, ésta última sólo absorberá la luz lejana, por lo tanto, no sabrá si ya amaneció, en consecuencia, la planta tiende a elongar su tallo hasta alcanzar la luz roja y así saber cuándo es de día o de noche. Además de los fitocromos rojos, las plantas pueden ver la luz UV y la luz azul por medio de cuatro fotoreceptores, dos llamados fototropinas (importantes para la floración) y dos criptocromos (importantes para el desarrollo floral) así como fotoreceptores con clorofila que perciben la luz verde, la cual es importante para llevar a cabo la fotosíntesis. Por lo tanto, las plantas miran el mundo dependiendo de su color: azul para crecer y desarrollar su flor o fruto, rojo para distinguir entre el día y la noche, verde para alimentarse y UV para defenderse.
PARA REFLEXIONAR
Las plantas, al igual que nosotros, pueden percibir colores a través de estructuras especializadas llamadas fitocromos y, aun cuando las plantas no tengan cerebro, son capaces de percibir figuras y múltiples colores, gracias a que sus células pueden transformar la luz recibida en señales químicas para generar una respuesta fisiológica -germinar, crecer, desarrollar flores y frutos-, así como distinguir entre el día y la noche. La próxima vez que estés apreciando la puesta del Sol, recuerda que las plantas de tu alrededor junto contigo también la estarán disfrutando.
REFERENCIAS
Cuenca, N. (2009) Los fotoreceptores, esas fascinantes células. SEBBM Divulgación. ISSN: 1696-473. Doi: 0.18567/sebbmdiv_RPC.2009.11.1
Guyton, A. J. Hall. (2001) Tratado de fisiología médica. (10ª ed.). México,
D.F: Mcgraw-Hill-Interamericana. ISBN 978-88-7959-210-9
López, H. (2015). Las ondas de radiación electromagnética extraordinaria fuerza invisible- Ciencia Unemi, 1(2) 26-29
Darwin, C. (1897). The power of movement in plants. Appleton.
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