Las plantas ven mejor que los humanos, aunque no tienen ojos

En una nota de prensa difundida por el centro académico estadounidense, los responsables de la nueva investigación, publicada en la revista Nature Communications Biology, sostienen que las plantas pueden percibir y reaccionar a la luz en un amplio espectro, mucho mayor del que se piensa habitualmente.

Para el Prof. Nitzan Shabek, director del laboratorio que lleva su nombre en UC Davis y científico responsable del estudio, "las plantas pueden ver mucho mejor que nosotros". Shabek sustenta esta afirmación en la existencia de distintos fotorreceptores que hacen posible que las plantas perciban múltiples tonalidades y longitudes de onda sin disponer de órganos visuales específicos.

Uno de esos fotorreceptores es el criptocromo, que permite a las plantas captar los tonos azulados. El criptocromo también se halla relacionado con la regulación de los ciclos del sueño en el ser humano, concretamente es una de las cuatro proteínas implicadas en el reloj biológico que determina los períodos de sueño y vigilia.

Criptocromos y respuesta a la luz

Surgidos hace miles de millones de años con las primeras bacterias vivas y presentes en bacterias, plantas y animales, los criptocromos no solo están involucrados en el mantenimiento de nuestro reloj circadiano: en las plantas participan además en múltiples procesos, como la germinación de semillas o los períodos de floración.

En esta nueva investigación se logró profundizar sobre la influencia de los criptocromos en la fotoquímica y otros procesos que condicionan la recepción y respuesta a la luz por parte de las plantas. Los especialistas determinaron que el criptocromo-2 permite a las plantas detectar y reaccionar a la luz azul.

Funciona como uno de los receptores especializados presentes en las plantas, que hacen posible la detección de prácticamente todas las longitudes de onda. Los fotorreceptores de luz azul o criptocromos reaccionan de una forma especial cuando perciben un fotón entrante, desencadenando una respuesta fisiológica en los organismos vegetales.

Los científicos estadounidenses lograron describir la estructura cristalina del criptocromo-2 en la planta modelo Arabidopsis thaliana. El eje del proceso tiene lugar cuando una parte de la molécula que detecta la luz cambia su estructura al reaccionar con las partículas lumínicas. Se produce entonces una reorganización que modifica la estructura molecular y, al mismo tiempo, libera unas proteínas llamadas reguladores transcripcionales que controlan la expresión de genes específicos en las plantas.

La dinámica actividad de las plantas

"Este proceso de reordenamiento, denominado oligomerización fotoinducida, es muy intrigante porque ciertos elementos dentro de la proteína sufren cambios cuando se exponen a la luz azul. Pero lo más trascendente es que el reordenamiento conduce a la activación genética", indicó Shabek.

Para hallar la estructura del criptocromo-2, los especialistas contaron con la ayuda de la instalación de rayos X de fuente de luz avanzada en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Los integrantes del grupo de investigación tienen como objetivo determinar la forma en la cual las plantas perciben su entorno, desde el nivel molecular al orgánico.

Vale remarcar que este tipo de investigaciones permite romper con el paradigma social existente en torno a las plantas, que son consideradas en muchos casos como entes absolutamente pasivos. Por el contrario, disponen de una dinámica actividad vital y llevan adelante procesos que aún hoy la ciencia está descubriendo.

Referencia

Structural insights into photoactivation of plant Cryptochrome-2. Palayam, M., Ganapathy, J., Guercio, A.M., Shabek, N. et al. Nature Communications Biology (2021).DOI:https://doi.org/10.1038/s42003-020-01531-x

Foto:

El criptocromo-2 permite a las plantas detectar y reaccionar a la luz azul. Crédito: Shabek lab.