Plantas que sobreviven con poca luz
Debido a la importancia de la luz para su supervivencia, las plantas han desarrollado mecanismos sofisticados para optimizar su uso. Uno de ellos es la «respuesta sombra«, que incluye modificaciones como el alargamiento de tallos y pecíolos.
Este mecanismo está regulado, entre otros, por el reloj circadiano de las plantas, cuyo funcionamiento se está conociendo poco a poco.
Un equipo liderado por el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP) ha identificado un componente de ese reloj que modula la respuesta de las plantas a la sombra, actuando como un «freno molecular» que garantiza que esa respuesta solo se produzca después de una falta prolongada de luz. Sus resultados se publican en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
El estudio se centra en los mecanismos moleculares mediante los cuales el reloj circadiano regula la respuesta de las plantas a la sombra. Para plantas adaptadas a espacios abiertos, la sombra puede ser perjudicial para su desarrollo en el campo.
Estas plantas perciben la sombra como un peligro y reaccionan ante ella iniciando la respuesta de evitación de la sombra, que implica cambios morfológicos y de desarrollo como el alargamiento de tallos y pecíolos para permitir que la planta alcance la luz, describe María A. Nohales, autora principal del artículo.
Sin embargo, la respuesta a la sombra no es la misma en todas las horas del día, al menos en términos de crecimiento.
Las plantas responden de manera diferente cuando perciben sombra al amanecer (cuando no tiene ningún efecto) que cuando la perciben al anochecer (cuando tiene mayor efecto). Este tiempo está regulado por el reloj circadiano de las plantas que controla su metabolismo, fisiología y desarrollo, adaptándolos a las condiciones externas.
Proteína GIGANTE
Así, la respuesta de las plantas a la sombra puede ser muy rápida, ya que los factores que transmiten la señal son sensibles a los cambios en la calidad de la luz. «Identificamos cómo un componente de ese reloj, la proteína GIGANTE, reprime la acción de estos factores en respuesta a la sombra de la tarde. Este componente actuaría como un freno molecular, asegurando que la respuesta se desencadene solo después de una exposición prolongada a la sombra y no ante una variación momentánea y transitoria en la calidad de la luz», revela Nohales.
Dado que el cultivo de plantas tiene un costo energético, este mecanismo regulatorio contribuiría a aumentar la eficiencia energética, asegurando que la inversión se realice solo ante una situación de peligro real, según el estudio.
Por lo tanto, el conocimiento del funcionamiento de este mecanismo permitiría manipular esta respuesta para fines biotecnológicos. «Es interesante manipular esta respuesta, por ejemplo, para mejorar el rendimiento de los cultivos en el campo, donde normalmente se plantan en densidades elevadas», explica el investigador del CSIC.
Aplicaciones
La proximidad de otras plantas genera cambios en la calidad de la luz que perciben las plantas, activando la respuesta de evitación de la sombra.
Muchos de los cambios morfológicos y de desarrollo que acompañan a esta respuesta son indeseables en agricultura, ya que generan plantas alargadas, con poca acumulación de biomasa y floración temprana, afirma Nohales. Generar plantas con esta respuesta atenuada permitiría un cultivo denso, minimizando los efectos negativos.
Otra aplicación sería la intercalación (cultivo intercalado), en el que se intercalan diferentes cultivos: por ejemplo, un cultivo de cobertura como el berro (Thlaspi arvense), utilizado en la producción de biocombustibles, y otro similar como la Haba de soja.
«Un factor limitante de este sistema de cultivo es que uno afecta negativamente al rendimiento del otro al producir sombra. En ese contexto, la generación de variedades que toleren la disminución de la calidad y cantidad de luz es deseable para este tipo de intercultivo», concluye.
