No es la primera vez que lo digo. A los bioquímicos nos encanta conocer los mecanismos que utilizan las plantas para defenderse de los ataques externos….independientemente de lo que eso suponga para el hombre. ¿A qué me refiero? Les pondré dos ejemplos.
Normalmente un plátano o una manzana ennegrecida no son del gusto del consumidor, pero a las frutas y verduras lo que a nosotros nos parezca su oscurecimiento le importa un pimiento. Se han ennegrecido por una reacción de pardeamiento enzimático catalizada por la enzima polifenoloxidasa que les sirve para protegerse del ataque de patógenos cuando sufren un golpe o corte. La parte oscurecida que vemos en la piel del plátano o de la manzana actúa como una segunda piel que impide la entrada de agentes externos. Otro ejemplo ocurre cuando irradiamos con luz UV una grano de uva. En ese momento esta fruta dispara sus niveles de resveratrol, una fitoalexina que le sirve a la uva para defenderse del ataque externo. ¿Y para qué los científicos quieren que se disparen los niveles de resveratrol en la uva? Para extraerlo mediante diferentes procedimientos y enriquecer complementos alimenticios que prometen innumerables (y absurdas) propiedades.
Pues bien, hace unos días uno de mis referentes en el mundo de la divulgación científica, Rafael Medina (@copépodo), publicó en su cuenta de twitter un vídeo que me encantó. En él se aprecia, gracias a la microscopía de fluorescencia y a la ingeniería genética, como una oruga ataca una hoja de Arabidopsis thaliana, una especie de crucífera empleada muchísimo como modelo en investigación vegetal al ser la primera planta cuyo genoma fue secuenciado.
Oruga atacando una hoja.
Aquí va la explicación de lo que van a ver.
Al sentirse la planta atacada por la oruga avisa al resto de sus tejidos de que están sufriendo un ataque externo. ¿Cómo lo hace? A través del glutamato, un aminoácido que, curiosamente, actúa como neurotransmisor en el sistema nervioso de los animales vertebrados mediante un mecanismo similar.
El glutamato se encuentra en compartimentos dentro de las células vegetales. Al ser dañadas por la oruga el glutamato se libera y es detectado por los receptores de este aminoácido. Rápidamente estos receptores se ponen en funcionamiento y activan canales en las membranas celulares permitiendo el incremento de la concentración del calcio intracelular en toda la planta.
¿Y cómo logra el calcio transmitirse en poco más de un minuto por toda la planta? A través de todas las células de Arabidopsis Thaliana. Al alcanzar los tejidos vasculares (y en particular, el floema) la señal pilla una especie de autopista y se mueve rápidamente a todos los rincones de la planta avisándolos del "ataque oruguil". Toca defenderse.
¿Les ha gustado? Es posible que ustedes estén pensando que tanto las señalas de alarma mediadas por calcio como la existencia de los canales de calcio activados por glutamato ya se conocían. Es cierto. Lo que realmente es novedoso de esta investigación, publicada en la revista Science en el artículo "Glutamate triggers long-distance, calcium-based plant defense signaling", es lo rápida y eficiente que es la transmisión y su cierta similitud con cómo se transmiten los impulsos nerviosos en animales.
También cabe la posibilidad de que se pregunten qué posibles aplicaciones puede tener este descubrimiento. Las respuestas son múltiples. Por un lado los resultados publicados sirven para entender los sistemas de intracomunicación dentro del reino vegetal y poder luego modificarlos (o no) según nuestros intereses. Por otra parte abre una línea de investigación que servirá para encontrar similitudes (o no) en los mecanismos de respuesta de los reinos animal y vegetal ante estímulos o ataques externos. Por último, y no por ello menos importante, estos resultados servirán (sí o sí) para comprender mejor el mundo que nos rodea….que es uno los principales objetivos de todos los que nos dedicamos a la investigación científica.
Jose
Nota: Quiero agradecer a Rafa Medina, @copepodo, su inestimable ayuda a la hora de elaborar este post.
