Los ‘ojos’ de las plantas: un estudio revela el mecanismo por el cuál detectan fuentes de luz

Aunque las plantas no tienen órganos visuales, son capaces de identificar desde dónde proviene la luz gracias a un tejido presente en sus tallos que les permite “ver” y crear señales para crecer en esa dirección.

Plantas y luz
Las plantas son capaces de distinguir las diferentes cantidades de luz que reciben y cómo sus células reaccionan a ellas. Hasta ahora, no se había encontrado una explicación clara para este fenómeno.

Que las apariencias no engañen, en el fascinante mundo de las plantas hay mucho más de lo que parece a simple vista. Y si hablamos de “ver”, aunque las plantas no tienen ojos en el sentido que los conocemos, ellas si tienen la capacidad de detectar desde dónde proviene la luz. ¿Pero cómo lo hacen?

Este misterio ha sido develado por investigadores de la Universidad de Lausana (UNIL) y La Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) en Suiza. El estudio descubrió que las plantas tienen un tejido sensible a la luz en sus tallos que utiliza propiedades ópticas para orientar su crecimiento.

La planta “ve” gracias a canales de aire

A diferencia de otros organismos vivos, las plantas no tienen un órgano de la visión comparable con los ojos. Sin embargo, bien conocida es su sorprendente capacidad de determinar el origen de una fuente luminosa.

Percibir de dónde viene la luz es especialmente importante para las plantas, que utilizan esta información para posicionar sus órganos a medida que crecen, un fenómeno conocido como fototropismo.

Resulta que las plantas tienen algo sorprendente en sus tallos llamado "canales de aire". Estos son espacios entre las células que no solo facilitan el paso del aire, sino que también limitan la cantidad de luz que atraviesa ¡Son como pequeñas cortinas de luz dentro de las plantas!

El secreto está en la óptica

La investigación usó un modelo de planta popular en biología vegetal conocido como Arabidopsis thaliana, específicamente una versión mutante que presentaba una tallo “sorprendentemente transparente”, señaló el investigador principal en un comunicado de prensa.

“Descubrimos que el aspecto lechoso natural de los tallos de las plantas silvestres jóvenes se debía en realidad a la presencia de aire en canales intercelulares localizados con precisión en diversos tejidos. En los ejemplares mutantes, el aire es sustituido por un líquido acuoso, lo que les confiere un aspecto translúcido".

Christian Fankhauser, director del Centro de Genómica Integrativa de la Facultad de Biología y Medicina de la UNIL

Estos canales aumentan la dispersión de la luz, especialmente en los hipocótilos –parte de la planta que germina de la semilla– de las plántulas. Esto tiene un efecto impresionante, creando un gradiente de luz que es esencial para una respuesta de crecimiento eficiente, ¡es como un espectáculo de luces interno en cada planta!

Agua y aire en proporciones adecuadas

Según se detalla en el estudio, el tejido fotosensible utiliza las propiedades ópticas de la interfaz entre el aire y el agua para generar un gradiente de luz "visible" para la planta.

El índice de refracción es una medida que describe cuánto se ralentiza la luz al pasar a través de un material en comparación con su velocidad en el vacío.

"El aire y el agua tienen índices de refracción muy diferentes. Esto causa la difusión de la luz cuando atraviesa el hipocótilo de la plántula. Todos hemos observado este fenómeno mientras admiramos un arcoíris", explicó Martina Legris, coautora del estudio.

Arabidopsis thaliana
El estudio también permitió comprender mejor la formación de canales intercelulares llenos de aire, que tienen diversas funciones en las plantas, como favorecer el intercambio gaseoso y permitir la resistencia a la hipoxia (reducción de la cantidad de oxígeno) en caso de inundación.

La comparación entre plantas mutantes y silvestres le permitió a los investigadores llegar a la conclusión de que la composición del tejido interno (agua o aire) es responsable del mecanismo que permite a la planta identificar la dirección de la luz.

Estudios como estos entregan una nueva visión de cómo funciona la biología de las plantas, presentándonos un espectáculo botánico con mecanismos moleculares que merece un aplauso verde y luminoso.

Referencia de la noticia:
Fankhauser C., Legris M. Air channels create a directional light signal to regulate hypocotyl phototropism. Science (2023)