Durante una década, los científicos han creído que las plantas detectaban la temperatura principalmente mediante proteínas especializadas, y sobre todo durante la noche, cuando el aire es fresco. Una nueva investigación de Fan y sus colegas sugiere que, durante el día, otra señal toma el control. El azúcar, producido por la luz solar, ayuda a las plantas a detectar el calor y a decidir cuándo crecer.

Este estudio, dirigido por Meng Chen, profesor de biología celular de la Universidad de California en Riverside, muestra que las plantas dependen de múltiples sistemas de detección de calor y que el azúcar desempeña un papel central, hasta ahora desconocido, en la respuesta a la temperatura diurna. Los hallazgos, publicado en Nature Communications, reformular una visión de larga data de cómo las plantas interactúan con su entorno y podrían influir en las estrategias futuras para una agricultura resiliente al clima.

“Nuestros libros de texto indican que proteínas como el fitocromo B y la proteína de floración temprana 3 (ELF3) son los principales termosensores de las plantas”, explicó Chen. “Pero esos modelos se basan en datos nocturnos. Queríamos saber qué sucede durante el día, cuando la luz y la temperatura son altas, ya que estas son las condiciones que la mayoría de las plantas experimentan”.

Saber qué tan caliente está es crucial para las plantas, ya que les ayuda a adaptarse al estrés cuando la temperatura sube. Hace unos años, publicamos un artículo sobre la enzima HDA9. que ayuda a las plantas a lidiar con el calorPero una de las preguntas sin respuesta era qué termosensor activaba el HDA9. Los autores de ese artículo, van der Woude y sus colegas, no tenían claro si el HDA9 era un termosensor en sí mismo o si dependía de otro sensor que no habían examinado.

El grupo de Chen profundizó en este rompecabezas examinando cómo Arabidopsis thalianaUna pequeña planta con flores muy apreciada en los laboratorios de genética reaccionó a la temperatura. Expusieron las plántulas a un rango de temperaturas, de 12 a 27 grados Celsius, bajo diferentes condiciones de luz, y rastrearon la elongación de sus tallos, conocidos como hipocótilos, un indicador clásico de la respuesta del crecimiento al calor.

Trabajos previos de Li et al Ha demostrado que el fitocromo B funciona mediante reversión térmicaEl aumento de calor transforma el fitocromo B de una forma activa a una inactiva, y las temperaturas más frías lo revierten. Sin embargo, existe un problema con el uso del fitocromo B para detectar el calor.

La nueva investigación publicada por el grupo de Chen descubrió que el fitocromo B, una proteína sensora de luz, solo podía detectar calor con poca luz. En condiciones brillantes que imitaban la luz solar del mediodía, su función de detección de temperatura se desactivaba, justo cuando las plantas más la necesitaban. Sin embargo, las plantas seguían respondiendo al calor, creciendo incluso cuando la función termosensora del fitocromo B se veía considerablemente disminuida. Esto, según Chen, apuntaba a la presencia de otros sensores.

Una pista provino de estudios de un mutante del fitocromo B que carecía de su función termosensible. Estas plantas mutantes solo respondían al calor cuando crecían en la luz. Al crecer en la oscuridad, sin fotosíntesis, carecían de cloroplastos y no crecían en altura en respuesta al calor. Pero cuando los investigadores suplementaron el sustrato con azúcar, la respuesta a la temperatura se recuperó.

“Fue entonces cuando nos dimos cuenta de que el azúcar no solo impulsaba el crecimiento”, dijo Chen. “Actuaba como una señal que le indicaba a la planta que estaba caliente”.

Chen no es el primero en concluir que el azúcar debe ser un mecanismo de señalización. En 2013, una revisión señaló el camino para examinar la señalización de la sacarosa, aunque no estoy seguro de a quién atribuir el mérito, porque Tognetti es el primer autor de la versión de PubMed., mientras que la versión de la revista sólo créditos Horacio y Martínez-NoelMás recientemente, Asim et al Concluyó que el azúcar era involucrado en decidir cuándo una planta pierde hojas.

El grupo de Chen ahora está descubriendo que el azúcar forma parte de un sistema multisensorial que reacciona a la temperatura. Experimentos posteriores demostraron que las temperaturas más altas desencadenaban la descomposición del almidón almacenado en las hojas, liberando sacarosa. Este azúcar, a su vez, estabilizaba una proteína conocida como PIF4, un regulador clave del crecimiento. Sin sacarosa, PIF4 se degradaba rápidamente. Con ella, la proteína se acumulaba, pero solo se activaba cuando otro sensor, ELF3, también respondía al calor, desactivándose.

“PIF4 necesita dos cosas”, explicó Chen. “Azúcar para mantenerse y estar libre de represión. La temperatura ayuda a conseguir ambas cosas”.

Los hallazgos podrían tener implicaciones prácticas. Dado que el cambio climático impulsa temperaturas extremas, comprender cómo y cuándo las plantas perciben el calor podría ayudar a los científicos a desarrollar cultivos que crezcan de forma más predecible y resiliente ante situaciones de estrés.

“Esto cambia nuestra perspectiva sobre la termodetección en plantas”, dijo Chen. “No se trata solo de la activación o desactivación de proteínas. También se trata de energía, luz y azúcar”.

LEA EL ARTÍCULO:

Fan, D., Hu, W., Xu, N., Seto, ER, Lagarias, JC, Chen, X. y Chen, M. (2025) “Un marco de señalización multisensor de alta temperatura para desencadenar la termomorfogénesis diurna en Arabidopsis”, Nature Communications, 16 (1), pág. 5197. Disponible en: https://doi.org/10.1038/s41467-025-60498-7.

Imagen de portada: Arabidopsis con pinzas. Foto: Kristopher Grunert / Corbis / VCG / Getty / Canva.