Yo veo, tú ves, ¿las plantas qué ven?


Yo veo, tú ves, ¿las plantas qué ven?
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Abrir y cerrar los ojos es uno de los reflejos que experimentamos, mismo que nos permite estar en contacto con la luz. Poder ver nos permite diferenciar entre el día y la noche, colores, figuras y distancias. El sentido de la vista pareciera ser exclusivo de los animales e insectos, pero ¿las plantas pueden ver? Al igual que nosotros, son organismos vivos, nacen, crecen y se reproducen, tienen órganos –raíz, tallo, hojas, flores y frutos– y requieren agua para sobrevivir. ¿Te has preguntado, cómo saben las plantas de girasol la dirección desde dónde sale y se oculta el Sol? Y, por curiosidad, ¿alguna vez te has percatado que las plantas se encorvan hacia la luz en el día, pero no lo hacen por la noche? Estos hechos parecieran indicar que pueden ver, quizá no igual, pero sí de una forma similar a nosotros.

Para entender cómo es que las plantas pueden ver, primero es necesario saber cómo el ojo puede percibir la luz, los colores y las imágenes.

El mundo está lleno de señales y estímulos; cada animal percibe sólo aquellos para los que tiene antenas receptoras, por ejemplo, el ojo humano es el órgano que nos permite percibir la luz gracias a células que contienen fotoreceptores, los cuales actúan como antenas en la superficie de la retina. Los fotoreceptores son neuronas especializadas en forma de cono y bastón que responden a diferentes longitudes de onda dentro del espectro de luz visible, convirtiéndola en impulsos nerviosos que son dirigidos al cerebro para su transformación en imágenes. A este mecanismo se le conoce como fototransducción. La señal emitida por los fotoreceptores se lleva a cabo por mensajeros (proteínas y iones) dentro de la célula. Éstos participan en reacciones bioquímicas que controlan la entrada y salida de iones como el sodio (Na+) y calcio (Ca+), cuya función es controlar la fototransducción y permiten que nuestro cerebro distinga los colores y figuras.1

Los fotoreceptores en forma de bastón contienen rodopsina, una proteína fotosensible que nos permite ver en condiciones de poca luminosidad y es capaz de percibir la luz verde azulada detectada a una longitud de onda de 500 nanómetros (nm), mientras que los fotoreceptores de cono tienen tres proteínas llamadas eritropsina –percibe la luz roja a 700 nm–, cloropsina –percibe luz verde 530 nm– y cianopsina –percibe la luz azul 430 nm–. Gracias a estas proteínas, los fotoreceptores del cerebro pueden interpretar los colores.2

La luz visible es el espectro de radiación electromagnética que los ojos, a través de los fotoreceptores, perciben dentro de una longitud de onda de 400 nm a 700 nm; en este rango electromagnético se encuentra la luz azul, verde, amarilla y roja, es decir, a una longitud de 400 nm, nuestros ojos perciben la luz azul, a una longitud media de 580 nm el color amarillo y entre mayor –longitud por ejemplo 700 nm– la luz roja. Esto quiere decir que los diferentes colores que apreciamos al atardecer son debidos a las diferentes longitudes de onda dentro del espectro de luz visible que emiten los rayos del Sol. Sin embargo, el ojo humano no puede percibir longitudes de onda en donde se encuentran los rayos gama, rayos X y la luz infrarroja debido a que no contamos con proteínas fotosensibles para esas longitudes de onda.3 En este sentido, ¿será acaso que las plantas puedan ver la luz que nuestros ojos no perciben?

 

Si miras a tu alrededor, podrás ver objetos con diferentes formas, colores y texturas, o bien, identificar la diferencia entre el florero y la televisión. Las plantas no pueden hacerlo, por el contrario, son capaces de ver la luz del Sol que sale del este y la luz del Sol que se esconde en el oeste, así como ver si un día esta nublado o incluso si le estás tapando la luz. ¿Cómo saben las plantas esto? Darwin, ¡sí! Charles Darwin, el mismo que propuso la teoría de evolución, se hizo la misma pregunta y junto con su hijo Francis Darwin llevó a cabo un experimento con el cual mostraron el efecto de la luz en las plantas. Con sus descubrimientos, los Darwin demostraron que las plantas pueden girar hacia la luz, a este fenómeno se le conoce como fototropismo –movimiento hacia la luz–.

 

Las plantas se curvan en dirección a la luz debido a que perciben la luz azul que es emitida por los rayos del Sol. Darwin comprobó esto al cubrir la punta de una planta, evitando así que se moviera hacia la luz; sin embargo, al cubrirla con una mica transparente, nuevamente se curvó hacia la luz. Por otro lado, al cortar la parte superior de la planta, ésta no tuvo la capacidad de curvarse hacia la luz. Con este sencillo experimento, Darwin concluyó que algún factor se transmitía desde la punta de la planta hacia el resto del tallo causando su curvatura. Este hallazgo no responde cómo es que las plantas saben la dirección de donde proviene la luz, pero sí demostró que en la parte superior de la planta se encuentra la estructura que percibe la luz.4

De acuerdo con Darwin, las plantas son sensibles a la luz. ¿Cómo logran percibir la luz? ¿Es el enigma que te preguntas ahora? La respuesta está en el ápice de las plantas –la punta de las plantas–, donde se encuentran proteínas similares a las de nuestros ojos, y actúan de la misma manera en la que perciben la luz, pero las proteínas (fitocromos, criptocromos y fototropinas) de sus fotorreceptores son diferentes.  

A diferencia del ojo humano –que tiene cuatro fotoreceptores–, las plantas tienen 13 fotorreceptores llamados fitocromos que le permiten a las plantas percibir la luz y diferenciar entre los colores del espectro de luz. Por ejemplo, si ponemos a una planta al lado de una luz azul, se inclinará hacia el haz de luz, pero si la colocamos al lado de una luz roja, la planta no se inclinará. Esto sucede debido al tipo de fitocromo y su cromoforo –proteína sensible a diferentes tipos de luz–, responsables de distinguir la luz azul o la luz roja. Los fitocromos rojosI son importantes para las plantas porque gracias a éstos identifican cuándo es de día –al detectar la luz roja–, y de noche –al percibir la luz roja lejana–.

Gracias a esta maravillosa interpretación de la luz a través de los fitocromos, las plantas pueden saber si estás parado a su lado, debido a que cuando obstruyes el paso de luz a la planta, ésta detectará sólo la luz roja lejana, y si dejas pasar la luz libremente, las plantas vuelven a absorber la luz roja y ellas percibirán que hay algo a su lado. En resumen, los fitocromos actúan como un sensor, con la luz roja se enciende y reconoce que es de día y con la roja lejana se apaga y sabe que es de noche. Las plantas responden ante esta situación de una manera que no te lo imaginas; por ejemplo, si pones una planta grande al lado de una pequeña, ésta última sólo absorberá la luz lejana, por lo tanto, no sabrá si ya amaneció, en consecuencia, la planta tiende a elongar su tallo hasta alcanzar la luz roja y así saber cuándo es de día o de noche. Además de los fitocromos rojos, las plantas pueden ver la luz UV y la luz azul por medio de cuatro fotoreceptores, dos llamados fototropinas (importantes para la floración) y dos criptocromos (importantes para el desarrollo floral) así como fotoreceptores con clorofila que perciben la luz verde, la cual es importante para llevar a cabo la fotosíntesis. Por lo tanto, las plantas miran el mundo dependiendo de su color: azul para crecer y desarrollar su flor o fruto, rojo para distinguir entre el día y la noche, verde para alimentarse y UV para defenderse.5

Conclusión   

Las plantas, al igual que nosotros, pueden percibir colores a través de estructuras especializadas llamadas fitocromos y, aun cuando las plantas no tengan cerebro, son capaces de percibir figuras y múltiples colores, gracias a que sus células pueden transformar la luz recibida en señales químicas para generar una respuesta fisiológica –germinar, crecer, desarrollar flores y frutos–, así como distinguir entre el día y la noche. La próxima vez que estés apreciando la puesta del Sol, recuerda que las plantas de tu alrededor también la estarán disfrutando.  

Israel Benítez García

Es doctor en Ciencias en Desarrollo de Productos Bióticos por el Instituto Politécnico Nacional y profesor de la Universidad Politécnica de Sinaloa (UPSIN), donde imparte clases de biotecnología vegetal, cultivo vegetal y biología molecular de la célula. Actualmente, realiza su investigación en el campo de la biotecnología vegetal, llevando a cabo proyectos de cultivo de tejidos vegetales y biofertilizantes, a partir de extractos de algas marinas. ibenitez@upsin.edu.mx  

Nidia Araiza Lizarde

Es doctora en Ciencias en el uso, manejo y preservación de los recursos naturales por el Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste y profesora de la Universidad Politécnica de Sinaloa (UPSIN), donde imparte clases de metodología de la investigación, biotecnología vegetal y biología molecular de la célula. Actualmente, realiza investigación en el campo de la biotecnología vegetal, llevando a cabo proyectos de hidroponía, elaboración de cosméticos naturales y aprovechamiento de residuos industriales para la producción de energías renovables. Correo e.: naraiza@upsin.edu.mx

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