La memoria de las plantas
Una investigadora del Instituto Leloir estudia los mecanismos por los que las plantas “madre” transmiten información a sus “hijas” sobre las condiciones del medio ambiente. Con estos datos, se puede mejorar el control de determinadas malezas y perfeccionar la selección de ejemplares para reforestación en un contexto signado por el cambio climático.
Arabidopsis thaliana, una de las plantas utilizadas para experimentación en laboratorio.
Cuando apenas es una semilla, una planta transita la fase más crítica de su ciclo de vida, ya que es la única instancia en la que puede trasladarse y resistir grandes cambios ambientales. Esta fase, también, es aquella en la que analiza cuándo y en qué ambiente va a germinar. La decisión es crucial: de ese momento depende, en parte, su supervivencia.
Un equipo de investigadores de la Fundación Instituto Leloir y el Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA FCEN-UBA, dirigidos por la investigadora de CONICET Gabriela Auge, estudia la transmisión de información entre generaciones de plantas, y analiza cómo las semillas utilizan estos recursos heredados para elegir el momento de la germinación. Con estos datos, se puede mejorar –entre otras cuestiones- el control de determinadas malezas y la selección de ejemplares para reforestación.
“Cuando una planta experimenta un ambiente, esa información se pasa de alguna manera a la siguiente generación, y eso puede afectar cómo las semillas responden a sus propias condiciones ambientales y cómo se expresa toda la información genética disponible”, explica Auge, en diálogo con Agencia CTyS-UNLaM.
La investigadora sostiene que, en algún punto, la relación planta madre-semilla se parece a la de una familia que cuenta con determinados recursos para proveer a sus hijos. Si uno de los padres pierde el trabajo, la cantidad y calidad de los recursos para los hijos se reduce. Si la planta madre se expone a un ambiente estresante, va a utilizar una cantidad de recursos para subsistir que luego le faltarán a su descendencia.
Semillas de lenga (izq.) y semillas de roble pellín (der.)
Para estudiar cómo se da ese traspaso de información, el equipo de Auge estudia los mecanismos de floración de Arabidopsis thaliana en ambientes contrastantes. En un contexto controlado, someten a esta planta, que usualmente florece en días largos, a días de corta duración. Ante la ausencia de señales ambientales para florecer, la planta debe redoblar esfuerzos para producir hojas y llegar a ese punto.
Además, el equipo experimenta con distintas temperaturas que, en combinación con el largo del día, le indican a la planta en qué momento del año está. A estas variaciones se suma la de la calidad de luz, que indica la presencia o ausencia de plantas vecinas, y que también está indirectamente relacionada con el momento del año (por ejemplo, en primavera suele haber más verde alrededor y la calidad de la luz puede bajar).
Luego, los investigadores evalúan qué implicancias tuvo la experiencia ambiental de la planta madre en las semillas, y cómo estas se desenvuelven posteriormente. “Algunas se van a adaptar, otras no, pero esta trasmisión de generación en generación de la información ambiental experimentada anteriormente puede ayudar a que las plantas se ajusten de manera más efectiva a los cambios estacionales”, señala la experta.
Si bien los ambientes contrastantes son generados de forma experimental, Auge no pierde de vista que, con el cambio climático, es posible que las combinaciones estacionales de, por ejemplo, la extensión del día y temperatura, se vayan “desincronizando”, y que eso afecte los ciclos de vida de las plantas, perjudicando su supervivencia.
Según la bióloga, los mecanismos involucrados en el pasaje de información entre generaciones pueden ser genéticos, epigenéticos o metabólicos. En particular, hace hincapié en el estudio de los genes pleiotrópicos con la premisa de que, si regulan la floración en la planta madre, tal vez se encarguen de informar a la siguiente generación en qué momento se dio esa floración. A raíz de ese dato, regularían también la germinación.
A su vez, Auge sostiene que los cambios en el metabolismo de las plantas también pueden aportar información. Es decir, que los compuestos que han sido transformados por acción del ambiente -los metabolitos- posteriormente se transforman en una señal para la próxima generación.
Del Instituto Leloir a Japón
“Estudiar cómo las plantas pasan la información de una generación a la otra y cómo esto puede ser afectado por los eventos de cambio climático nos puede ayudar a informar mejores herramientas de manejo de maleza”, sostiene la investigadora. Y esto, en tierras niponas, parece especialmente importante.
El equipo de Auge fue convocado por un equipo de Japón para estudiar y predecir la germinación del arroz maleza, una variedad del arroz cultivado (Oryza sativa f. espontánea) pero que, si no se controla, puede generar pérdidas de entre el 35 y el 75 por ciento de la producción. En dicho país, se puede perder hasta el 80 por ciento de lo cultivado.
Según Auge, el principal desafío que presentan las malezas es que, a diferencia de las variedades cultivadas, sus semillas caen al suelo una vez maduras, y pueden pasar largos meses allí en estado de “dormición”, esperando el momento propicio para germinar.
“El arroz maleza consume recursos del suelo y compite con el arroz cultivado. Si sus semillas entran al banco de semillas del suelo, pueden germinar en cualquier momento porque son muy resistentes. Nuestra idea es generar modelos de predicción acerca de cómo van a germinar esas malezas”, explica la experta.
Los investigadores esperan que el camino recorrido con las plantas -y las malezas de arroz en particular- sirva de base para generar modelos de predicción de cambios en el ciclo de vida de diversos vegetales –motivados, por ejemplo, por el cambio climático- a partir del análisis de sus determinantes moleculares.
Por último, Auge pondera que el conocimiento de los factores moleculares que intervienen en la germinación podrá no solo prevenir el comportamiento de la planta, sino mejorar la selección de individuos de especies de relevancia para reforestación y conservación.
