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  • 04/05/2018

BIOLOGÍA VEGETAL

¿Por qué son tan sensibles las plantas a la gravedad?

La explicación radica en el singular comportamiento de los estatolitos, el sistema celular que permite detectar con precisión la inclinación de la planta.

PNAS

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Los depósitos de estatolitos (gránulos de almidón microscópico) de las células permiten a la planta detectar la gravedad. Gracias a ello, los coleóptilos (hojas embrionarias) de trigo recuperan la posición vertical después de ser inclinados (inserto).

Si uno inclina una planta, esta corregirá su crecimiento para volver a extenderse verticalmente. Pero ¿cómo dectecta la planta la inclinación? Se sirve de «clinómetros» celulares, unas células llenas de gránulos microscópicos de almidón denominados estatolitos. Un grupo de ellos se acumula en el fondo de las células y proporciona un punto de referencia para guiar el crecimiento: al modificar la distribución de la hormona de crecimiento, la planta puede volver a la posición vertical.

Pero resulta un misterio la extrema sensibilidad de las plantas a la gravedad, incluso para las inclinaciones más pequeñas. A priori, se podría pensar que los grupos de estatolitos constituyen una herramienta poco eficaz. La fricción y los atascos que se producirían entre los gránulos restringirían el flujo de estos, lo que llevaría a que el sistema granular dejara de funcionar por debajo de un ángulo crítico. Sin embargo, los estatolitos ofrecen una precisión sorprendente.

Investigadores del Centro Nacional para la Investigación Científica (CNRS), el Instituto Nacional para la Investigación Agronómica y la Universidad Clermont Auvergne se asociaron para resolver esta paradoja. En primer lugar, observaron el movimiento de los estatolitos en respuesta a una inclinación y descubrieron que estos no se comportan como un medio granular clásico, sino que se desplazan y fluyen en la célula independientemente del ángulo de inclinación que se les impone. Igual que un líquido, la superficie de los depósitos de estatolitos siempre recupera la horizontalidad. Pero ¿cómo logran las células hacer fluir los grupos de estatolitos?

Para explicar ese comportamiento, los investigadores desarrollaron un sistema similar a los estatolitos de las células vegetales, el cual consistía en microperlas dispuestas en el interior de células artificiales del mismo tamaño. La comparación entre ambos sistemas les llevó a la conclusión de que la fluidez conjunta de los estatolitos se deriva del movimiento de cada uno de ellos por separado. Los «motores» moleculares de la célula los agitan constantemente, lo que les permite no quedar atascados. Ello confiere al sistema, a largo plazo, propiedades cercanas a las de un líquido. Este comportamiento resulta esencial para la planta, ya que le permite reaccionar ante las más pequeñas inclinaciones, a la vez que su crecimiento no se ve afectado por las sacudidas que pueda provocar el viento.

El trabajo ayuda a entendrer por qué las plantas son tan sensibles a la gravedad porque contribuye a explicar el moviemiento de los estatolitos. Aunque todavía se necesitan más estudios para comprender cómo la planta detecta la posición de estos, los hallazgos podrían dar lugar a aplicaciones industriales inspiradas en ellos, como el desarrollo de clinómetros diminutos y robustos que ofrezan una alarnativa a los giroscopios o los acelerómetros utilizados en la actualidad.

Fuente: CNRS

Referencia: «Gravisensors in plant cells behave like an active granular liquid», Antoine Bérut et al. en PNAS, publicado en línea el 30 abril de 2018.

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