Durante el proceso evolutivo, las plantas han desarrollado diferentes mecanismos para percibir señales ambientales. Ya que las plantas no se pueden mover de un lugar a otro como otros organismos, entender que es lo que pasa a su alrededor es de gran importancia. Para la sorpresa de muchos, estos sistemas de percepción son mas sofisticados de lo que la gente piensa. Por ejemplo, un estudio reciente ha demostrado su habilidad para emitir sonidos que podrían informar a otros organismos acerca del estado fisiológico de la planta, así como también se ha demostrado la habilidad de “observar” e imitar a otras plantas que se encuentren en su alrededor probablemente a través de receptores de luz parecidos a ojos rudimentarios llamados ocelos
La habilidad de las plantas de detectar señales olfatorias ecológicamente relevantes ha sido uno de los sistemas sensoriales que ha cautivado a los investigadores. Cuando los tejidos vegetales son dañados por algún tipo de estrés, éstos emiten compuestos orgánicos volátiles (COVs) que pueden ser detectados por tejidos vegetales distales o plantas vecinas como una alerta para que se preparen para un futuro ataque. Una vez detectados, las plantas que han percibido esta alerta pueden prepararse para defenderse ya sea por inducción de defensa mediada por volátiles o cebado de defensa. A pesar de que varios estudios hablan acerca de este tipo de comunicaciónsiguen existiendo grandes preguntas acerca de la comunicación de las plantas mediada por volátiles que incluyen el mecanismo subyacente de cómo las plantas perciben estas señales y la ubicación en donde esta percepción ocurre. Las hipótesis actuales sugieren que los compuestos volátiles son percibidos dentro de los tejidos vegetales y que los estomas – pequeños poros encontrados en la epidermis de la planta- funcionan como puerto de entrada para muchos de estos compuestos.
Otro factor importante para la comunicación de las plantas que ha sido muy poco explorado es el rol del contexto ambiental. Las plantas responden a los estímulos causados por los cambios ambientales con distintas modificaciones relacionadas a su desarrollo y fisiología. De hecho, los estomas responden de forma predecible a condiciones ambientales abriéndose en respuesta a estímulos luminosos y cerrándose en ausencia de luz o durante sequía. En este sentido, y puesto que los estomas son sitios potenciales para la captura de compuestos volátiles, cambios en la apertura estomática causada por el ambiente podría impactar en la comunicación vegetal a través de COVs.
Contribuyendo a responder estas preguntas, Natalie M. Aguirre, estudiante de doctorado en la Universidad A&M de Texas, y colaboradores condujeron un fascinante estudio para evaluar examinar como el contexto ambiental modula la comunicación mediada por volátiles y el cebado de defensa Además de evaluar el papel de los estomas en la percepción de señales olfativas, los autores expusieron plantas de maíz a diversos compuestos orgánicos volátiles (COVV) producidos en respuesta a la herbivoría (conocidos como HIPV) y simularon el ataque de herbívoros en diferentes condiciones ambientales (luz, oscuridad, sequía y aplicación de ácido abscísico) que afectan la apertura estomática o la señalización de defensa. Posteriormente, cuantificaron las fitohormonas sintetizadas por las plantas y los compuestos volátiles emitidos.
Los resultados mostraron que la percepción de los compuestos volátiles y el subsecuente cebado de la defensa fue deficiente bajo condiciones ambientales que redujeron la conductancia estomática y/o alteraron la señalización de defensa. En condiciones en las que no había estrés y cuando se expusieron las plantas a la luz, los estomas permanecieron abiertos, suponiéndose que éstos estaban disponibles para percibir las señales de los HIPVs y se evidenció que las plantas mostraban mayores niveles de sustancias conocidas por jugar un rol en las defensas inducidas por herbívoros como el ácido jasmónico (JA) y ácido abscísico (ABA). En contraste, plantas sometidas a obscuridad o sequía tuvieron sus estomas cerrados y produjeron menos de estas sustancias. Esto indica que la captación de los compuestos volátiles y la subsecuente comunicación de la planta puede ser deficiente en condiciones ambientales que reducen la apertura de los estomas.
A pesar de que aun existen respuestas sin responder, como por ejemplo el efecto de otras condiciones ambientales que podrían alterar la emisión, captación y percepción de compuestos volátiles como también el cebado de defensa, este emocionantes trabajo provee un mejor entendimiento de como el contexto ambiental afecta la respuesta fisiológica y la señalización de defensa además de ofrecer nuevas perspectivas de la comunicación mediada por volátiles.
LEA EL ARTÍCULO:
Aguirre, NM, Grunseich, JM, Lima, AF, Davis, SD y Helms, AM (2023). Plant communication across different environmental contexts suggests a role for stomata in volatile perception. Plant, Cell & Environment. Disponible en: https://doi.org/10.1111/pce.14601
Sobre el Autor.
Ingeniero en Biotecnología, Andrés Reyes trabaja en el área de biología molecular de plantas en el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP) en Ecuador. Apasionado por la comunicación científica, cree que el vínculo entre ciencia y comunidad es la herramienta fundamental para generar cambios reales y duraderos. Puedes seguirlo en Twitter en @f_andresreyes.
