¿Cómo saben las plantas cuándo están demasiado cerca unas de otras?

Las plantas se comunican entre sí en secreto a través del suelo, y estos mensajes subterráneos podrían estar limitando el rendimiento de los cultivos. Un nuevo estudio publicado recientemente en PLANTAS AoB encontró que Las plantas de sorgo detectan a sus vecinas a través de señales que viajan en el agua del suelo., lo que desencadena cambios importantes en el crecimiento que podrían explicar por qué aumentar la densidad de plantación no siempre conduce a mayores rendimientos. 

Los agricultores saben desde hace tiempo que el hacinamiento es importante. Si amontonan los cultivos, estos no crecen tan bien y obtienen cosechas menores. Por otro lado, si los espacian demasiado, desperdician tierra valiosa que podrían estar utilizando para cultivar más. Lo que no está tan claro es cómo las plantas perciben a sus vecinos, especialmente bajo tierra, donde las raíces compiten y se comunican sin nuestra vista. 

Para comprender mejor estas interacciones subterráneas, Shiran Ben-Zeev y sus colegas analizaron cómo diferentes tipos de sorgo, un cereal resistente a la sequía y que alimenta a muchas personas en África y Asia, responden a las plantas vecinas. Realizaron experimentos para comprobar si las plantas se comunicaban entre sí mediante sustancias químicas o si simplemente reaccionaban por su proximidad. Los investigadores querían saber si las plantas de sorgo cambian su comportamiento simplemente por la cercanía de otras plantas. 

El equipo utilizó dos métodos para cultivar plantas juntas. En uno, una planta de sorgo se rodeó de plantas vecinas en la misma maceta, pero se aseguraron de que las hojas no bloquearan la luz de las demás mediante la sombra. Esto garantizó que las plantas se influyeran mutuamente a través de sus raíces en lugar de simplemente competir por la luz. 

En el segundo sistema, las plantas nunca se cultivaron juntas. En su lugar, se distribuyó una solución nutritiva en macetas con plantas de sorgo y luego los investigadores usaron esta solución para regar otras macetas con una sola planta principal. De esta manera, la planta principal solo recibía las señales químicas provenientes de las raíces. 

Cuando las plantas focales compartían maceta con otras, su crecimiento era consistentemente menor. Su peso seco, altura y área foliar se redujeron en comparación con las plantas cultivadas aisladas. Las plantas expuestas a plantas vecinas mostraron una menor conductancia estomática, lo que significa que cerraron parcialmente los poros de sus hojas que controlan el intercambio de gases (estomas), y una menor eficiencia del fotosistema II, un componente clave de la fotosíntesis. 

Sin embargo, en el segundo sistema experimental, aunque las plantas nunca se tocaron ni compitieron directamente por espacio ni nutrientes, mostraron el mismo patrón. Las plantas focales regadas con la solución que había fluido a través de las raíces de otras plantas mostraron tasas de asimilación fotosintética reducidas y una conductancia estomática más baja, al igual que las plantas vecinas. 

Mediante dos experimentos complementarios, buscamos investigar si los efectos subterráneos de las raíces vecinas podían alterar el crecimiento, el desarrollo y la fisiología de las plantas, incluso en presencia de abundantes recursos. En general, encontramos respaldo a nuestra hipótesis de que las respuestas a las raíces de las raíces vecinas pueden influir en la productividad de las plantas independientemente de la disponibilidad de nutrientes. 

Esto sugiere que las plantas de sorgo liberan señales químicas en el agua del suelo que sus vecinas pueden detectar y a las que responden. Estas señales parecen ser lo suficientemente fuertes como para que otras plantas modifiquen su crecimiento, incluso si no están cerca unas de otras.  

Lo realmente interesante de esto es que diferentes tipos de sorgo reaccionaron con distinta intensidad a las mismas señales. Todas las variedades analizadas mostraron el mismo patrón: no toleraban la presencia de vecinos, pero algunas eran más sensibles que otras. Esta variación es lo que buscan los fitomejoradores. Si los científicos logran identificar qué genes controlan la sensibilidad a estas señales subterráneas, podrían desarrollar sorgo que ignore estos mensajes y siga creciendo incluso cuando las plantas están muy juntas. 

LEA EL ARTÍCULO: 

Ben-Zeev S., Penn A. Lawrence-Paul E., Abrams DR, Ben-Zeev R., Lowry C. y Lasky J. (2025) “La detección de vecinos a través de rizodepósitos en sorgo afecta la fisiología y la productividad de las plantas”. PLANTAS AoB. Disponible en: https://doi.org/10.1093/aobpla/plaf065

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Imagen de portada: Sorgo bicolor by zebedeugalinha/iNaturalist CC-BY