Las plantas detectan el contacto en menos de un minuto, desencadenando una cadena de señales proteicas que modifica la actividad de cientos de genes y altera su crecimiento posterior. Un equipo de la Universidad de Lund acaba de revelar cómo funciona este mecanismo fundamental para la supervivencia vegetal.
Aunque parecen inmóviles, las plantas están constantemente sometidas a fuerzas externas: el viento dobla sus tallos, la lluvia golpea las hojas, los animales las rozan y los insectos penetran en sus tejidos. A diferencia de los animales, las plantas no pueden alejarse de estas presiones, por lo que deben sentir lo que sucede y adaptar su crecimiento en consecuencia.
Cómo detectan las plantas el contacto
Durante más de 25 años, los investigadores sabían que el estímulo mecánico activa proteínas llamadas quinasas MAP. Pero faltaba un eslabón crucial: qué desencadena la señal y cómo se conecta con el desarrollo posterior de la planta. El equipo de Lund identificó por primera vez esa ruta completa de comunicación celular.
En el experimento, los científicos cepillaron unas diez veces plantas jóvenes de Arabidopsis thaliana con un pincel suave. El contacto envió una señal rápida a través de las células vegetales: distintas proteínas la transmitieron de una a otra como en una carrera de relevos.
Cambios rápidos en la actividad celular
MPK3 y MPK6 se activaban en aproximadamente un minuto tras el contacto, manteniendo su actividad durante alrededor de diez minutos antes de desvanecerse hacia los veinte minutos. Esta respuesta ultrarrápida permite que las plantas ajusten su comportamiento casi inmediatamente ante amenazas o cambios ambientales.
El equipo examinó después la actividad génica veintidós minutos después de cepillar las plantas. En las plantas normales, 2.032 genes cambiaron su actividad tras el contacto. Al comparar los resultados con experimentos anteriores, identificaron 1.168 genes que aparecían repetidamente en la respuesta inicial de las plantas al tacto. Muchos de esos genes dependían del funcionamiento correcto de MKK4 y MKK5.
Impacto en genes y proteínas
Cuando faltaban MKK4 y MKK5, 905 genes sensibles al contacto respondían de manera diferente. De ellos, 779 se activaban menos que en las plantas normales. Los genes contienen instrucciones para las funciones celulares, e por eso, un contacto en una hoja puede desencadenar cambios que se propagan mucho más allá del punto inicial.
Los investigadores también observaron transformaciones en las proteínas minutos después de cepillar las plantas. Muchas proteínas se modificaban mediante fosforilación, un proceso en el que un pequeño grupo químico se adhiere a la proteína y puede cambiar su funcionamiento. Al cabo de un minuto, 160 proteínas mostraban cambios; a los tres minutos, la cifra subía a 321.
A lo largo de todo el período observado, el equipo documentó cambios en 488 sitios proteicos en total.
Los resultados muestran que las plantas poseen un sistema sensorial sofisticado y eficiente que les permite responder al mundo físico que las rodea. Este mecanismo de comunicación vegetal ayuda a comprender cómo los organismos que no pueden desplazarse se adaptan a su entorno y resisten presiones mecánicas constantes.
