En un hallazgo prometedor para la agricultura del futuro, investigadores de la Universidad de Copenhague han revelado un proceso fundamental que permite a las plantas desarrollar raíces más eficaces, fuertes y adaptables.

Este mecanismo, que en humanos se activa durante el ayuno para limpiar células y mejorar la salud, también se encuentra en las plantas y desempeña un papel crucial en el crecimiento y desarrollo de sus raíces.

El proceso que debes seguir si quieres tener plantas fuertes y sanas

El paso a paso habitual de toda semilla comienza al hallar agua, absorber nutrientes del suelo y mantenerse firme. Para lograrlo, las raíces deben ramificarse en el momento y lugar adecuados, una tarea cada vez más compleja en un contexto climático marcado por largas sequías e intensas lluvias repentinas.

El nuevo estudio ha identificado que estos patrones de crecimiento están profundamente ligados a ciclos regulares de limpieza celular interna impulsados por la autofagia.

El descubrimiento botánico

Los científicos se centraron en Arabidopsis thaliana, una planta modelo ampliamente usada en investigaciones botánicas.

Mediante técnicas avanzadas de seguimiento celular y análisis genético, los científicos observaron que una proteína llamada ARF7, importante en la respuesta de las plantas a la hormona del crecimiento auxina, aparecía y desaparecía de forma cíclica, siguiendo un patrón regular y predecible.

Este ciclo está relacionado con "pulsos" de auxina que ocurren cada 4 a 6 horas, guiando la formación precisa de nuevas raíces laterales.

El mecanismo es similar a un latido interno que marca el ritmo del crecimiento radicular. Para funcionar correctamente, la célula necesita eliminar periódicamente ARF7 mediante autofagia. Cuando este proceso se interrumpe, ARF7 se acumula, el sistema pierde sincronización y la planta deja de generar raíces eficientemente.

Más plantas mutantes

Los investigadores también crearon plantas mutantes con la autofagia desactivada. Utilizando una enzima luminiscente derivada de luciérnagas, pudieron visualizar que estas plantas presentaban muchas menos áreas activas para el desarrollo de nuevas raíces.

Esto dio como resultado sistemas radiculares débiles y con menor capacidad de absorción de agua y nutrientes.

Microscopías posteriores mostraron células llenas de residuos y vacuolas hinchadas, lo que sugiere una acumulación de desechos tóxicos que impiden la reactivación del ciclo de crecimiento.

Estos descubrimientos no solo son importantes a nivel científico, sino que también pueden aplicarse en la agricultura. Si se logra modificar el proceso de autofagia o ajustar moléculas como NBR1, que se encargan de eliminar proteínas dañadas en las células, se podrían desarrollar plantas más resistentes a sequías e inundaciones.

De hecho, algunas empresas agrícolas ya están experimentando con microorganismos y nuevas tecnologías para mejorar el crecimiento de las raíces, haciéndolas más largas y eficaces para absorber agua y nutrientes.

El futuro de este proceso

El siguiente paso en la investigación será determinar si otras proteínas implicadas en la respuesta hormonal siguen el mismo patrón de reciclaje, y cómo factores ambientales como la luz o el pH del suelo influyen en el proceso.

Además, estudios en plantas primitivas como musgos o hepáticas podrían ofrecer pistas sobre el origen evolutivo de este mecanismo esencial.