¿Cómo y por qué se mueven los girasoles?

Los girasoles se mueven por un reloj interno circadiano. Es verano, y muchos campos están llenos de filas de girasoles, mirando y siguiendo fijamente al sol. Y al día siguiente, vuelta a empezar: lo buscan en el amanecer.

¿cómo Y Por Qué Se Mueven Los Girasoles?

Es verano, y muchos campos están llenos de filas de girasoles, mirando y siguiendo fijamente al sol. Y al día siguiente, vuelta a empezar: lo buscan en el amanecer. ¿Cómo y por qué lo hacen?

El girasol se mueve de este a oeste durante el día, siguiendo al sol, y durante la noche vuelve a regresar a su posición originaria para anticiparse al amanecer.

En la Universidad de California, los biólogos de plantas han descubierto ahora cómo los girasoles usan su reloj circadiano interno (ver anexo para este concepto), que actúa sobre las hormonas del crecimiento, y seguir al sol durante el día, a medida que crecen.

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"Es el primer ejemplo de reloj que modula el crecimiento de una planta en un entorno natural, y que tiene repercusiones reales para la planta", dijo Stacey Harmer, profesor de biología de las plantas en UC Davis y autor principal del artículo que se ha publicado en la revista Science.

Harmer es un biólogo molecular que estudia los relojes circadianos, como la planta de laboratorio de Arabidopsis, que es claramente más pequeña que un girasol. Anteriormente, el laboratorio de Harmer había descubierto vínculos entre los genes "reloj" y la hormona vegetal auxina, que regula el crecimiento. Pero Harmer y su colaborador Benjamin Blackman en UC Berkeley y la Universidad de Virginia necesitaban un ejemplo para seguir trabajando, y lo han encontrado en el girasol.

De Este a Oeste, y vuelta a empezar

El crecimiento de los girasoles comienza el día con la cabeza mirando hacia el este, girando al oeste a través del día, y la planta vuelve de nuevo a mirara hacia el este por la noche.

"La planta se anticipa a la sincronización y a la dirección en la madrugada, y me parece que es una razón para tener una conexión entre el reloj interno y la vía de crecimiento", dijo Harmer. Este comportamiento de los girasoles había sido descrito por los científicos y se remonta a 1898, pero nadie había pensado previamente asociarlo con los ritmos circadianos.

Hagop Atamian, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Harmer, en colaboración con el laboratorio de Blackman en la Universidad de Virginia (ahora en la Universidad de Berkeley), lleva a cabo una serie de experimentos con los girasoles en el campo, en macetas al aire libre, y con cámaras de crecimiento interior.

Fijando las plantas para que no puedan moverse o haciendo girar a las plantas en macetas diariamente para que se enfrentaran a un camino equivocado, Atamian demostró que podía perturbar su capacidad para realizar el seguimiento del sol. El sol proporciona un impulso al crecimiento a las plantas. Los girasoles, plantados para que no se puedan mover, habían disminuido su biomasa y tienen menor área foliar respecto a los que lo hacen, según encontraron los investigadores.

Cuando las plantas fueron trasladadas a una cámara de crecimiento interior con luz cenital inmóvil, continuaron con su ida y vuelta por unos días. Ese es el tipo de comportamiento que se esperaba de un mecanismo accionado por un reloj interno, dijo Harmer.

Por último, las plantas de interior iniciaron el seguimiento del "sol" de nuevo cuando la fuente aparente de iluminación se movía a través de las cámaras de crecimiento encendidas durantes el día y apagándolas en la noche. Las plantas podrían rastrear el movimiento de forma fiable y regresar por la noche cuando el día artificial estaba cerca de un ciclo de 24 horas, pero no cuando estaba más cerca de las 30 horas.

Relojes y dos mecanismos de crecimiento

Entonces, ¿cómo las plantas mueven sus tallos durante el día? Atamian puso puntos de tintas en los tallos y los filmó con una cámara de vídeo. En un video time-lapse, pudo medir la distancia entre los puntos cambiantes.

Harmer dice que parece existir dos mecanismos de crecimiento en el tallo del girasol. El primero establece un tipo básico del crecimiento de la planta, sobre la base de la luz disponible. El segundo, controlado por el reloj circadiano y la influencia de la dirección de la luz, hace que el tallo crezca más en un lado que en otro, y por lo tanto influye de este a oeste durante el día.

A medida que el girasol madura y la flor se abre, el crecimiento global se ralentiza y las plantas dejan de moverse durante el día y se asienta mirando hacia el este. Esto parece ser debido, a que el crecimiento global se ralentiza, y el reloj circadiano asegura que la planta reacciona con más fuerza a la luz temprana en la mañana que por la tarde o por la noche, por lo que poco a poco deja de moverse hacia el oeste durante el día. Los investigadores cultivaron girasoles en macetas en el campo, y algunos de ellos giraban hacia el oeste.

Mediante la medición de las flores con una cámara de infrarrojos, encontraron que los girasoles orientadas al este se calientan más rápidamente en la mañana - y también atraían a cinco veces más el número de insectos polinizadores. Calentando las flores con orientación oeste con un calentador portátil, atrajo más polinizadores de nuevo a las flores.

"A las abejas le gustan las flores cálidas", dijo Harmer.

"Al igual que las personas, las plantas dependen de los ritmos diarios del día y de la noche para funcionar", dijo el director del programa, Anne Sylvester. "Los girasoles, al igual que el conjunto de los paneles solares, siguen al sol de este a oeste. Estos investigadores aprovecharon la información en el genoma del girasol para entender cómo y por qué los girasoles siguen al sol."

La investigación fue financiada por el National Science Foundation's Plant Genome Research Program.

Anexo

Reloj circadiano

En la biología, los ritmos circadianos (del latín circa, que significa 'alrededor de' y dies, que significa 'día') o ritmos biológicos son oscilaciones de las variables biológicas en intervalos regulares de tiempo.

Todos los animales, las plantas y todos los organismos muestran algún tipo de variación rítmica fisiológica (tasa metabólica, producción de calor, floración, etc.) que suele estar asociada con un cambio ambiental rítmico. En todos los organismos eucariotas así como muchos procariotas se han documentado diferentes ritmos con períodos que van desde fracciones de segundo hasta años. Si bien son modificables por señales exógenas, estos ritmos persisten en condiciones de laboratorio, aun sin estímulos externos.

Fuente: Wikipedia

Esta entrada se publicó en Reportajes en 23 Ago 2016 por Francisco Martín León