Cómo las plantas saben cuándo irse a la cama

El reino vegetal quizá sea uno de los más infravalorados por parte de los humanos. Muchos conciben las plantas como organismos capaces de transformar el dióxido de carbono en oxígeno a través de la fotosíntesis, pero realmente son capaces de hacer mucho más. En las últimas décadas se ha comprobado que los vegetales tienen comportamientos complejos, como controlar su crecimiento si hay demasiada contaminación, o ser capaces de comunicarse entre sí a través de ultrasonidos.

Una de las funciones que la gente no suele atribuir al reino vegetal es la capacidad para dormir. Por la noche, muchas plantas entran en letargo y reducen sus funciones vitales al mínimo hasta que llegue la hora del amanecer. Un estudio reciente ha descubierto el mecanismo biológico que permite a las plantas saber cuándo deben dormir y despertarse. Este conocimiento permitirá crear cultivos más productivos, simplemente respetando el ciclo de sueño de las plantas.

Un misterio antiguo

El sueño en plantas no es un descubrimiento reciente. En 1729, el astrónomo francés Jean-Jacques d’ Ortous descubrió que las mimosas (mimosa pudica) cambiaban su comportamiento durante la noche. Estas plantas son conocidas por sus finas hojas que se pliegan cuando algo las toca. Durante el día podemos ver ese movimiento, que se mantiene incluso si la planta está tapada. Pero al llegar la noche, las hojas dejan de responder. D’ Ortous teorizó que quizá las plantas tuvieran su propio ciclo de sueño, y que durante la noche se dormían.

Hoy en día, esta hipótesis ha sido confirmada y ampliada a través de diferentes experimentos. Este letargo vegetal tiene una lógica evolutiva. Las plantas generan sus propios nutrientes a través de la fotosíntesis, y para ello hace falta luz solar. Durante el día pueden tener todos los nutrientes que deseen, pero de noche tendrán que aprovechar solo lo que hayan reservado. Durante el estado de letargo, las plantas consumen mucha menos energía y pueden sobrellevar mejor las horas sin luz.

Hoy en día, el ciclo de sueño de las plantas aún tiene algunos interrogantes. El más difícil consiste en averiguar cómo la planta sabe cuándo debe irse a dormir y cuándo despertarse. No depende de la luz solar, ya que, como había comprobado d’ Ortous, las mimosas dejaban de responder de noche incluso si estaban tapadas. Esto implica que las plantas deben seguir un ritmo basado en el tiempo, independiente del sol, que les indique la hora aproximada a la que deben descansar.

Este ritmo, conocido como ritmo circadiano, también se produce en humanos. Nosotros sabemos el momento aproximado de día y noche gracias al equilibrio complejo entre diferentes hormonas. Pero este sistema no es igual en plantas. Aparte de que ellos no tienen un sistema nervioso como el nuestro, su regulación debe ser más precisa. Si nuestros niveles de glucosa en sangre son demasiado bajos, podemos despertarnos e invadir la nevera. En cambio, las plantas no tienen más remedio que esperar al día siguiente, así que deben calcular bien el tiempo que permanecen dormidas cada noche, y adaptarse a las horas de luz que tienen disponibles a lo largo del año.

Levantarse con hambre

Hoy se publica un nuevo estudio de la Universidad de Melbourne, en el que tratan de conocer mejor cómo suceden estos ritmos circadianos en plantas, y la clave está en el azúcar. Estos científicos han descubierto que en las plantas hay genes implicados en conocer la cantidad de glucosa que tiene la planta al despertar, y ajustar con esto las horas de sueño del día siguiente.

Si al despertarse la planta tiene unos niveles demasiado bajos de glucosa, es que ha dormido demasiado, y tratará de despertarse antes la siguiente noche para poder aprovechar los primeros rayos de luz. En cambio, si al despertar todavía tiene una alta reserva de glucosa, alargará las horas de sueño el día siguiente.

Jugando con estos niveles de glucosa matutinos, las plantas pueden ir adaptándose gradualmente a los cambios de luz de las estaciones del año. Así, pueden mantenerse activas el mayor tiempo posible, y dormir lo justo y necesario para no malgastar ninguna reserva de nutrientes.

Este descubrimiento tiene consecuencias importantes en lo que sabemos de la biología de las plantas, pero también afecta a la agricultura de consumo. Actualmente, existen invernaderos de cultivo que tienen su propio ciclo de luz y oscuridad, con una duración fija y que no coincide con la realidad. Esta simplificación no le sirve a la planta, que acaba con su sueño desregulado, derrochando nutrientes de manera innecesaria y creciendo más lentamente.

Si se adaptan las horas de luz y oscuridad en los invernaderos para imitar a las reales, las plantas pueden adaptarse mucho mejor durante las noches y crecer mucho más rápido, algo que será útil para el cada vez mayor consumo de vegetales a nivel mundial. Y es que una planta que ha dormido bien crecerá más fuerte y sana.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Las plantas no sueñan como nosotros, ya que no poseen un sistema nervioso tan complejo. Pero ambos si tenemos una diminución de la energía que consumimos durante la noche. Nuestra temperatura corporal disminuye y nuestro consumo metabólico disminuyen, incluso si no llegamos a estar dormidos.
• Los humanos tenemos un ritmo circadiano de referencia, independiente de la luz del sol. Pero al igual que las plantas logran regular sus horas de sueño con la glucosa sobrante, nosotros lo hacemos con la propia luz solar. Por eso, somos capaces de adaptarnos a nuevos husos horarios en unos pocos días, sufriendo en los dias intermedios el jet-lag.

REFERENCIAS:

• Haydon, Michael, el al. Superoxide is promoted by sucrose and affects amplitude of circadian rhythms in the evening. PNAS, 2020.