Cuando las plantas pelean por la luz

En una superficie cultivable cada vez menor y habitada por mayor número de personas, es fundamental optimizar los recursos disponibles para aumentar la producción agrícola. Al fin y al cabo, comemos todos los días y gran parte de nuestra cesta de la compra, viene del campo.

Fuente: Eric Chan (Flickr, CC)

La luz es la principal fuente de energía para las plantas y ya se sabe que una planta que crece “contenta” se traduce en biomasa, es decir, en producción. Así que conocer cómo influye la luz en las plantas y cómo estas son estas capaces de responder, es vital para la agricultura.

Son inmóviles, no pueden buscar el mejor medio para crecer ni escapar de condiciones adversas. Más bien lo contrario. Suelen crecer en entornos muy cambiantes donde hay una fuerte competencia con las plantas vecinas por los recursos limitados, principalmente agua y nutrientes, pero también la luz. Para hacer frente a la sombra pueden hacer tres cosas: evitarla, tolerarla o llevar a cabo "acuerdos" a través de las raíces.

Cuando una planta crece demasiado próxima a otra, es muy posible que, al estar tan cerca, las hojas se solapen y se den sombra, así que en plantas de sol se crea una especie de conflicto entre ambas a ver cuál es capaz de captar mayor cantidad de luz. No es un tema trivial. Esta competencia es un factor muy importante que determina la biodiversidad y la densidad de las comunidades vegetales. Además de fuente de energía, la luz es una fuente de información para que la planta pueda responder. Al igual que los vertebrados tenemos dos tipos de receptores de luz en la retina llamados conos y bastones, las plantas han desarrollado una variedad de fotorreceptores que son capaces de detectar principalmente la luz roja, roja lejana y azul, dentro de un espectro más amplio de lo que es capaz de percibir el ojo humano. 

Fijaos cómo las plantas perciben longitudes de onda
que nosotros no llegamos a ver

La mayoría de las plantas son capaces de reaccionar a la dirección, intensidad, composición, periodicidad y duración de la luz durante el día pero también por la noche. Todos estos factores regulan no solo el crecimiento y desarrollo óptimo, sino otros procesos como la germinación de semillas, el tiempo de floración y el síndrome de huida de la sombra. ¿Cuál es la causa que desencadena este síndrome? La relación entre la cantidad de luz roja y roja lejana que la planta detecta (R:RL) es un indicador de densidad y proximidad de vegetación inversamente proporcional a la cantidad de sombra. En campo abierto es un ratio constante, pero cuando empiezan a hacerse sombra, este ratio disminuye, y activan la respuesta de huida de la sombra. Quieren y necesitan luz. La respuesta consistirá en crecer como locas, alargando los tallos y los peciolos (esos rabitos que unen las hojas al tallo) buscando el sol y en dirigir sus hojas hacia él. Por el contrario, esta adaptación tiene un coste: adelantar la floración y tener que sacrificar la longitud de las ramificaciones y el tamaño de las hojas que se harán más pequeñas*. 

Pensad en un campo de cereales o en un bosque tropical donde difícilmente llega la luz al suelo…

Dado que estas características son indeseables en la mayoría de cultivos de interés agronómico, que crecen en gran densidad y se pueden ver afectados por este síndrome, los científicos deben seguir investigando el efecto de la luz en las plantas con objeto de minimizar las pérdidas en la producción y maximizar el aprovechamiento de los recursos.

*Además del coste mencionado, un artículo publicado en The Plant Cell (y que podéis leer aquí) en 2014 y llevado a cabo por investigadores del Centro Nacional de Biotecnología de Madrid, mostró que esa redistribución de recursos para el crecimiento tiene como contrapartida una ¡¡disminución de la capacidad de activación de defensas!!, entre ellas, las que dependen del jasmonato (una hormona vegetal). Es decir, que la sombra, reduce la posibilidad de hacer frente a insectos y patógenos necrótrofos.

Nota: Este post titulado "Cuando las plantas pelean por la luz" fue publicado originalmente en Next, la Sección de Ciencia de Voz Populi, en un Especial con motivo de la celebración del Año Internacional de la Luz. Puedes leerlo también en su fuente original aquí.

A estas alturas de la lectura, es probable que os hayáis acordado de un tuit que se volvió viral no hace mucho tiempo. El de la "timidez de las plantas" ¿os suena?

Fenómeno de fisuras de timidez en el dosel de Dryobalanops aromatica.
Instituto de Investigación Forestal de Malasia. Wikipedia

Y después de ver la imagen ¿Os suena ahora? A pesar de que es un fenómeno que se viene observando desde principios del siglo XX (1920, concretamente), no está nada claro su origen. De hecho, he encontrado poquísima bibliografía científica sobre el tema. Como ocurre tanto en árboles de la misma especie como entre árboles de distintas especies, se barajan varias hipótesis. Una de ellas, simplificando mucho, sería causada por rachas de viento, de manera que al chocar violentamente las ramas, van sufriendo daños y se van "podando" dando lugar a esos espacios vacíos. También se contempla que sea por el contacto entre ramas de distintos árboles. La fricción continua de ese contacto limitaría el crecimiento.  

Sin embargo, parece que la hipótesis que cobra más valor es la que os acabo de contar más arriba: la respuesta de huida de la sombra y en definitiva, la percepción de la luz. Como ya habéis visto, las plantas son capaces de obtener información de su entorno, así que podríamos decir que aplican el dicho popular ese de "Vive y deja vivir" respetando el espacio de las demás y compitiendo, eso sí, en altura. Ya podíamos aprender nosotros.