Hallazgo 

Si las plantas no "ven", no sobreviven

 

Los fitocromos, unos sensores que detectan la luz roja, ponen en marcha la fotosíntesis

Para germinar y desarrollarse, las plantas no sólo requieren agua, luz y nutrientes. Dependen estrechamente de un grupo de pigmentos sensores que captan la luz roja y la traducen en señales que dan cuenta a la planta del estado espacial y temporal del ambiente, información que utilizan para regular su ciclo de vida. Un grupo de argentinos demostró ahora que esos sensores, que actúan como fotorreceptores, son esenciales para la vida de la planta. El hallazgo se anticipó en la edición online de la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Así como nuestros ojos tienen células fotosensoras denominadas "conos", que nos permiten ver los distintos colores y adquirir información del entorno, las plantas poseen distintas familias de fotorreceptores que cumplen un papel similar.
Un equipo de investigadores liderado por el doctor Pablo Cerdán demostró que la presencia de un grupo de ellos es esencial para la vida de las plantas. Se trata de los "fitocromos", que perciben la luz roja y le informan a la planta, entre otras cosas, si es el momento indicado para germinar, florecer o acelerar el crecimiento, de acuerdo con las condiciones del ambiente.
Dado que la luz es la principal fuente de energía para las plantas, no sorprende que también sea su principal fuente de información, según destaca Cerdán, director del Laboratorio de Biología Molecular de Plantas del Instituto Leloir e investigador del Conicet.
Una "pariente" del repollo
El especialista explica que para llegar a esas conclusiones debieron crear plantas desprovistas de todos los fitocromos mediante ingeniería genética. "Lo primero que observamos fue que no germinaban pese a que eran expuestas a la luz", observa. No obstante, en el laboratorio hicieron germinar esas mismas semillas agregándole al medio de cultivo una hormona cuya síntesis depende de los fitocromos que no tenían. "Era evidente que no podían desarrollarse a pesar de que recibían la luz roja necesaria para efectuar la fotosíntesis. Esto demuestra claramente que, para que las plantas crezcan, no alcanza con que reciban luz. Deben poder «verla» a través de los fotorreceptores y, de ese modo, logran procesar y aprovechar la información", destacó Cerdán.
La investigación se efectuó con Arabidopsis thaliana , una planta de flores blancas emparentada con el repollo, que se emplea como organismo modelo. Fruto de varios años de estudio, el descubrimiento es el resultado de un trabajo en equipo en el que también intervinieron los doctores Jorge Casal y Marcelo Yanovsky, del Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (Ifeva), de la Facultad de Agronomía de la UBA y del Conicet. Ambos especialistas inaugurarán en pocos días dos nuevos laboratorios en el Instituto Leloir, tras haber ganado un concurso abierto. En el hallazgo participaron, además, Bárbara Strasser y Maximiliano Sánchez.
Una primicia
Consultada sobre la relevancia de este hallazgo, la especialista en fotobiología Agustina Mazzella, del laboratorio de Biología Molecular de Plantas del Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular (Ingebi), afirmó que "es la primera vez que se logra obtener una planta que carece de fitocromos, una planta «ciega» a la luz roja".
Los procesos moleculares y genéticos que ocurren desde la detección de la luz hasta la puesta en marcha de las estructuras de la planta encargadas de realizar la fotosíntesis es bastante complejo. Otro trabajo, publicado también en la revista PNAS , en 2009, dirigido por Jorge Casal y el doctor Roberto Staneloni, director del Laboratorio de Biología Molecular y Vegetal del Instituto Leloir, ayudó a comprender el proceso.
Los investigadores identificaron una proteína denominada BLH1, que, al ser activada por los fitocromos, "enciende" un conjunto de genes que ponen en marcha las estructuras que llevan a cabo la fotosíntesis.
Dijo Mazzella: "Lo más interesante es que se identificó por primera vez una proteína capaz de modular la respuesta de las plantas cuando éstas emergen bajo la sombra de otras plantas". Jorge Casal confiesa que, a pesar de que trabaja en plantas desde hace muchos años, aún no dejan de sorprenderlo. "No esperábamos que, al hacerlas deficientes en fotorreceptores como para impedirles ver la información provista por la luz, éstas detendrían su desarrollo hasta morir, a pesar de recibir energía", afirmó Casal. Según los investigadores, conocer estas respuestas fisiológicas, a nivel genético, puede ayudar a optimizar el desarrollo de los cultivos.


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