Se sabe que las plantas emiten sonidos y responden a los cambios de luz en su entorno. Ahora, un estudio reciente sugiere que pueden sentir compuestos orgánicos en el aire, similar al sentido del olfato de los animales.

En el curso de la evolución, las plantas han desarrollado diferentes mecanismos para percibir los estímulos ambientales. Dado que las plantas no pueden moverse de un lugar a otro como otros organismos, es de gran importancia comprender lo que sucede a su alrededor. Para sorpresa de muchos, estos sistemas de percepción son más sofisticados de lo que se pensaba. Por ejemplo, estudios recientes han revelado su capacidad para emitir sonidos que podrían informar a otros organismos sobre el estado fisiológico de la planta, así como su capacidad para “observar” e imitar plantas en el medio ambiente, posiblemente a través de simples receptores de luz similares a ojos conocidos como ocelos. .

La capacidad de las plantas para reconocer señales olfativas ecológicamente relevantes es uno de los sistemas sensoriales que ha intrigado a los investigadores. Cuando los tejidos de las plantas son dañados por el estrés, emiten compuestos orgánicos volátiles (COV) que los tejidos de las plantas distales o las plantas vecinas pueden detectar como una advertencia para prepararse para futuros ataques. Una vez reconocidas, las plantas que lo sienten pueden prepararse para defenderse a través de una inducción defensiva fugaz o una preparación defensiva. A pesar de los numerosos estudios que analizan este modo de comunicación, quedan preguntas importantes sobre la comunicación fugaz de las plantas, incluido el mecanismo subyacente por el cual las plantas perciben tales señales y la ubicación en la que se produce esta percepción. Las hipótesis actuales sugieren que los compuestos volátiles se detectan en los tejidos de las plantas y que los estomas, los pequeños poros en la epidermis de las plantas, actúan como puntos de entrada para muchos de estos compuestos.

Otro factor clave en la comunicación de las plantas que ha sido poco explorado es el papel del contexto ambiental. Las plantas responden a estímulos provocados por cambios ambientales con cambios marcados en su desarrollo y fisiología. De hecho, los estomas responden de manera predecible a las condiciones ambientales, abriéndose en respuesta a estímulos luminosos y cerrándose en caso de falta de luz o sequía. Con esto en mente, y dado que los estomas son sitios potenciales para la absorción de compuestos volátiles, los cambios ambientales en la apertura de los estomas deberían afectar la comunicación de la planta a través de los COV.

Para ayudar a responder estas preguntas, Natalie M. Aguirre, estudiante de posgrado de la Universidad de Texas A&M, y sus colegas realizaron un interesante estudio investigar cómo el contexto ambiental modula la comunicación fugaz y la actitud defensiva de las plantas, y también evaluar el papel de los estomas en la percepción de las señales olfativas. Para hacer esto, los autores expusieron plantas de maíz a una variedad de compuestos orgánicos volátiles producidos en respuesta a herbívoros (conocidos como HIPV) y simularon ataques de herbívoros bajo diversas condiciones ambientales (luz, oscuridad, sequía y aplicación de ácido abscísico) que afectan los estomas. señales de apertura o defensa y luego cuantificó las fitohormonas sintetizadas por las plantas y los compuestos volátiles liberados.

Los resultados muestran que la percepción de los compuestos volátiles y la posterior activación de las defensas se vieron afectadas en condiciones ambientales que disminuyen la conductancia estomática o alteran las señales de defensa. En condiciones sin estrés y expuestas a la luz, las plantas mantuvieron sus estomas abiertos, lo que sugiere que podían detectar las señales del HIPV. De hecho, estas plantas tenían niveles más altos de sustancias conocidas por desempeñar un papel en la inducción de las defensas de los herbívoros, como el ácido jasmónico (JA) y el ácido abscísico (ABA). Por el contrario, en condiciones de oscuridad o sequía, las plantas tenían los estomas cerrados y producían menos de esas sustancias. Esto indica que la absorción de compuestos volátiles y la subsiguiente comunicación con la planta pueden verse afectadas en condiciones ambientales que reducen la apertura de los estomas.

Aunque todavía hay preguntas sin respuesta como B. ¿Cuáles son los efectos de otras condiciones ambientales que podrían alterar las emisiones efímeras, la absorción, la percepción y la actitud defensiva de las plantas? Este emocionante trabajo proporciona una mejor comprensión de cómo los contextos ambientales afectan las respuestas fisiológicas y las señales y ofertas de defensa. plantas.

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Aguirre, NM, Grunseich, JM, Lima, AF, Davis, SD y Helms, AM (2023). La comunicación de plantas en diferentes contextos ambientales sugiere que los estomas juegan un papel en la cognición volátil. Planta, Célula y Medio Ambiente. Disponible en: https://doi.org/10.1111/pce.14601

Sobre el Autor.

Andrés Reyes es ingeniero en biotecnología y trabaja en el campo de la biología molecular vegetal en el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP) en Ecuador. Le apasiona la comunicación científica y cree que conectar la ciencia con la comunidad es fundamental para lograr un cambio real y duradero. Puedes seguirlo en Twitter en @f_andresreyes.