![\"\"](\"https:\/\/cinv.uv.cl\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Dagno_Plantas6-300x208.png\")
Por Felipe Tapia<\/a><\/h5>\nLee este art\u00edculo en EL Mostrador<\/a><\/h5>\nUna de las grandes ventajas que poseemos los animales para mejorar nuestras posibilidades de sobrevivir es la existencia de un sistema nervioso, ya que este nos dota de una forma de detectar est\u00edmulos del ambiente y de nuestro propio organismo y responder a ellos con gran velocidad, mediante el uso de se\u00f1ales el\u00e9ctricas transmitidas a trav\u00e9s de las neuronas.
\nUno de dichos est\u00edmulos, que resulta fundamental para nuestra sobrevida, es la capacidad de detectar da\u00f1o a nuestro propio cuerpo. Por ejemplo, si sin darnos cuenta apoyamos una mano contra una superficie caliente, como una olla de la cocina, en fracciones de segundo las neuronas de nuestra piel detectar\u00e1n el cambio de temperatura, enviar\u00e1n la se\u00f1al a nuestro cerebro y, sin siquiera tener que pensarlo, alejaremos la mano para evitar quemarnos.
\nLa importancia de tener esta capacidad se hace evidente en el caso de las personas que carecen de ella. En la insensibilidad cong\u00e9nita al dolor, una enfermedad poco com\u00fan en que se nace sin la capacidad de sentir dolor, la persona sufre heridas de diversa severidad sin que sea consciente de ello, incluyendo cortes, \u00falceras y fracturas, las que adem\u00e1s se pueden asociar a la automutilaci\u00f3n, en que la persona se hiere a s\u00ed misma sin darse cuenta, por ejemplo, mordi\u00e9ndose la lengua. Todo esto lleva a que la mayor\u00eda de quienes padecen de dicha enfermedad no viva m\u00e1s all\u00e1 de los 25 a\u00f1os.
\n\u00bfPero qu\u00e9 pasa en el caso de las plantas? Las plantas al igual que nosotros son seres vivos, por lo que tener herramientas que les permitan evitar el da\u00f1o a su organismo tambi\u00e9n es de vital importancia, pero sabemos que las plantas no tienen un sistema nervioso y, por lo tanto, no son capaces de realizar este tipo de respuestas r\u00e1pidas. Si cortamos la hoja de una planta, esta claramente no hace nada o, al menos, eso es lo que parece\u2026
\nUn equipo de investigadores de Estados Unidos y Jap\u00f3n, liderado por Masatsugu Toyota, public\u00f3 un estudio en el que analiz\u00f3 el mecanismo mediante el cual las plantas detectan el da\u00f1o en sus hojas y responden a \u00e9l, un proceso que result\u00f3 ser sorprendentemente similar al del sistema nervioso animal.<\/p>\n
Se\u00f1ales qu\u00edmicas y el\u00e9ctricas.<\/h5>\n
Aunque puede que no sea de conocimiento com\u00fan, las plantas s\u00ed son capaces de detectar da\u00f1o y de responder a \u00e9l cuando son atacadas por depredadores, pero a trav\u00e9s del uso de se\u00f1ales qu\u00edmicas.
\nUna sustancia que es conocida por se\u00f1alizar estr\u00e9s en las plantas es el \u00e1cido jasm\u00f3nico \u2013llamado as\u00ed por haber sido descubierto por primera vez en el aceite del jazm\u00edn\u2013, el cual se secreta hacia la savia y viaja a trav\u00e9s de la vasculatura (que son tubos dentro de las plantas similares a nuestras venas) despu\u00e9s de que la planta recibe da\u00f1o en sus hojas.
\nEste \u00e1cido ser\u00eda un an\u00e1logo a las hormonas en los animales, que son sustancias que se liberan a la sangre para enviar informaci\u00f3n a sitios lejanos del organismo. La liberaci\u00f3n de esta hormona vegetal o fitohormona posterior al da\u00f1o en una hoja espec\u00edfica es capaz de producir respuestas en el resto de las hojas, entre las que se encuentran la acumulaci\u00f3n de sustancias t\u00f3xicas, la producci\u00f3n de repelentes qu\u00edmicos contra depredadores o que les impiden digerir las hojas.
\nDe todos modos, este sigue siendo un proceso lento, que puede tardar varias horas en transmitir la informaci\u00f3n necesaria, incluso a las hojas m\u00e1s cercanas.
\nPero existe adem\u00e1s un componente mucho m\u00e1s r\u00e1pido que el hormonal en la respuesta de las plantas al da\u00f1o, el cual se transmite a trav\u00e9s de se\u00f1ales el\u00e9ctricas. Y fue espec\u00edficamente entender el mecanismo mediante el cual trabaja este componente r\u00e1pido, el objetivo de los autores del estudio.<\/p>\n
Calcio y glutamato<\/h5>\n
Bas\u00e1ndose en estudios previos, los dos mecanismos en los que se centraron los investigadores fue la variaci\u00f3n del calcio dentro de las c\u00e9lulas y la producci\u00f3n de glutamato. Es aqu\u00ed donde se comienza a observar las similitudes con el sistema nervioso animal: la entrada de calcio a las neuronas es capaz de transmitir informaci\u00f3n mediante el cambio de la carga el\u00e9ctrica de la c\u00e9lula y adem\u00e1s de inducir la liberaci\u00f3n de sustancias qu\u00edmicas capaces de entregar informaci\u00f3n a otras neuronas, los neurotransmisores.
\nEntre estos mismos neurotransmisores se encuentra el glutamato, el cual en el cerebro humano tiene el trabajo de aumentar la actividad de las neuronas, y su disfunci\u00f3n se asocia adem\u00e1s a enfermedades como la esquizofrenia y la depresi\u00f3n.<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/cinv.uv.cl\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Dagno_Plantas2-603x300.png\")
<\/p>\n
Para analizar el rol de estos mecanismos en la transmisi\u00f3n r\u00e1pida de informaci\u00f3n en las plantas, los investigadores utilizaron a Arabidopsis thaliana, una especie de planta con m\u00faltiples caracter\u00edsticas que la hacen ideal para los estudios cient\u00edficos. Lo m\u00e1s especial de esta planta se relaciona con su gen\u00e9tica, ya que se conoce el c\u00f3digo de su genoma en su totalidad y adem\u00e1s es posible realizar manipulaci\u00f3n gen\u00e9tica y producir mutantes en condiciones de laboratorio, debido a que se trata de una planta diploide, es decir, tiene un par de cada cromosoma (tener m\u00e1s cromosomas dificulta que las mutaciones sean efectivas).
\nLa t\u00e9cnica utilizada fue la de medici\u00f3n de calcio y glutamato, en la cual se genera una planta mutante que lleva en su ADN la informaci\u00f3n necesaria para producir una sustancia fluorescente al interior de sus c\u00e9lulas, que brilla cuando entra en contacto con calcio o glutamato, indicando adem\u00e1s la cantidad de dichas sustancias, dependiendo de cu\u00e1nto brilla.
\nEsta t\u00e9cnica permite tambi\u00e9n estudiar tipos de c\u00e9lulas espec\u00edficos, dependiendo de a qu\u00e9 genes se asocie la informaci\u00f3n de esta sustancia fluorescente. De esta forma, al observar con una iluminaci\u00f3n especial, es posible ver en tiempo real y en una planta viva c\u00f3mo cambian los niveles de calcio y glutamato en sus c\u00e9lulas.<\/p>\n
Soluciones comunes para distintos organismos<\/h5>\n
El primer experimento consisti\u00f3 en observar qu\u00e9 pasaba con los niveles de calcio frente al da\u00f1o en una hoja. Para comenzar, se le permiti\u00f3 a una oruga alimentarse de la planta, y se observ\u00f3 que en cosa de segundos los niveles de calcio en el sitio en que la oruga estaba comiendo aumentaban, y que este aumento de calcio viajaba hacia las dem\u00e1s hojas en los siguientes 1 a 2 minutos a trav\u00e9s de la vasculatura de la planta. El mismo fen\u00f3meno se observ\u00f3 cuando la hoja era cortada con una tijera, indicando que la se\u00f1al no proven\u00eda de la oruga.
\nAdem\u00e1s, se observ\u00f3 que esta se\u00f1al, al llegar a otra hoja, sal\u00eda de la vasculatura e invad\u00eda a la hoja por completo, induciendo en esa hoja el aumento de los niveles de \u00e1cido jasm\u00f3nico.
\nLuego los investigadores midieron los cambios en los niveles de glutamato, observando un patr\u00f3n similar al del calcio, con un aumento local inicial, una propagaci\u00f3n al resto de las hojas y una invasi\u00f3n de la hoja objetivo. Para comprobar la interdependencia de ambos procesos, los investigadores generaron plantas mutantes que carec\u00edan de los receptores para glutamato, lo que las hac\u00eda incapaces de responder a este, y observaron que ambas respuestas, la de calcio y la de glutamato, desaparec\u00edan. Finalmente, aplicar glutamato directamente a la hoja produc\u00eda una respuesta igual al da\u00f1o por la oruga y al generado por tijeras.
\nEn resumen, los investigadores demostraron que una sustancia que se utiliza en la transmisi\u00f3n neural dentro de nuestros cerebros, el glutamato, tiene un rol en las hojas de las plantas como una se\u00f1al de da\u00f1o, y que gatilla una respuesta el\u00e9ctrica r\u00e1pida dependiente de calcio que se propaga a toda la planta en cuesti\u00f3n de minutos, produciendo que las dem\u00e1s hojas activen mecanismos de defensa.
\nEste sistema provee a las plantas de una forma mucho m\u00e1s r\u00e1pida que la hormonal de llevar se\u00f1ales de da\u00f1o al resto de su organismo, al utilizar a las c\u00e9lulas de la vasculatura de la planta como una v\u00eda de transmisi\u00f3n para una se\u00f1al el\u00e9ctrica, y adem\u00e1s nos muestra c\u00f3mo la evoluci\u00f3n puede llevar a la producci\u00f3n de soluciones similares en distintos organismos para un problema com\u00fan, utilizando estructuras y sustancias que ya est\u00e1n disponibles.
\nEstudios como este nos ayudan a darnos cuenta de que las plantas son organismos mucho m\u00e1s din\u00e1micos de lo que podemos imaginar a simple vista, y que a pesar de lo distintas a nosotros que puedan ser, en el fondo podemos tener m\u00e1s cosas en com\u00fan de las que imaginamos.<\/p>\n
V\u00ednculo al art\u00edculo original: http:\/\/science.sciencemag.org\/content\/361\/6407\/1112<\/a>.
\nT\u00edtulo: Glutamate triggers long-distance, calcium-based plant defense signaling.<\/h5>\n[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row]<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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\nUno de dichos est\u00edmulos, que resulta fundamental para nuestra sobrevida, es la capacidad de detectar da\u00f1o a nuestro propio cuerpo. Por ejemplo, si sin darnos cuenta apoyamos una mano contra una superficie caliente, como una olla de la cocina, en fracciones de segundo las neuronas de nuestra piel detectar\u00e1n el cambio de temperatura, enviar\u00e1n la se\u00f1al a nuestro cerebro y, sin siquiera tener que pensarlo, alejaremos la mano para evitar quemarnos.
\nLa importancia de tener esta capacidad se hace evidente en el caso de las personas que carecen de ella. En la insensibilidad cong\u00e9nita al dolor, una enfermedad poco com\u00fan en que se nace sin la capacidad de sentir dolor, la persona sufre heridas de diversa severidad sin que sea consciente de ello, incluyendo cortes, \u00falceras y fracturas, las que adem\u00e1s se pueden asociar a la automutilaci\u00f3n, en que la persona se hiere a s\u00ed misma sin darse cuenta, por ejemplo, mordi\u00e9ndose la lengua. Todo esto lleva a que la mayor\u00eda de quienes padecen de dicha enfermedad no viva m\u00e1s all\u00e1 de los 25 a\u00f1os.
\n\u00bfPero qu\u00e9 pasa en el caso de las plantas? Las plantas al igual que nosotros son seres vivos, por lo que tener herramientas que les permitan evitar el da\u00f1o a su organismo tambi\u00e9n es de vital importancia, pero sabemos que las plantas no tienen un sistema nervioso y, por lo tanto, no son capaces de realizar este tipo de respuestas r\u00e1pidas. Si cortamos la hoja de una planta, esta claramente no hace nada o, al menos, eso es lo que parece\u2026
\nUn equipo de investigadores de Estados Unidos y Jap\u00f3n, liderado por Masatsugu Toyota, public\u00f3 un estudio en el que analiz\u00f3 el mecanismo mediante el cual las plantas detectan el da\u00f1o en sus hojas y responden a \u00e9l, un proceso que result\u00f3 ser sorprendentemente similar al del sistema nervioso animal.<\/p>\n
\nUna sustancia que es conocida por se\u00f1alizar estr\u00e9s en las plantas es el \u00e1cido jasm\u00f3nico \u2013llamado as\u00ed por haber sido descubierto por primera vez en el aceite del jazm\u00edn\u2013, el cual se secreta hacia la savia y viaja a trav\u00e9s de la vasculatura (que son tubos dentro de las plantas similares a nuestras venas) despu\u00e9s de que la planta recibe da\u00f1o en sus hojas.
\nEste \u00e1cido ser\u00eda un an\u00e1logo a las hormonas en los animales, que son sustancias que se liberan a la sangre para enviar informaci\u00f3n a sitios lejanos del organismo. La liberaci\u00f3n de esta hormona vegetal o fitohormona posterior al da\u00f1o en una hoja espec\u00edfica es capaz de producir respuestas en el resto de las hojas, entre las que se encuentran la acumulaci\u00f3n de sustancias t\u00f3xicas, la producci\u00f3n de repelentes qu\u00edmicos contra depredadores o que les impiden digerir las hojas.
\nDe todos modos, este sigue siendo un proceso lento, que puede tardar varias horas en transmitir la informaci\u00f3n necesaria, incluso a las hojas m\u00e1s cercanas.
\nPero existe adem\u00e1s un componente mucho m\u00e1s r\u00e1pido que el hormonal en la respuesta de las plantas al da\u00f1o, el cual se transmite a trav\u00e9s de se\u00f1ales el\u00e9ctricas. Y fue espec\u00edficamente entender el mecanismo mediante el cual trabaja este componente r\u00e1pido, el objetivo de los autores del estudio.<\/p>\n
\nEntre estos mismos neurotransmisores se encuentra el glutamato, el cual en el cerebro humano tiene el trabajo de aumentar la actividad de las neuronas, y su disfunci\u00f3n se asocia adem\u00e1s a enfermedades como la esquizofrenia y la depresi\u00f3n.<\/p>\n
<\/p>\n\nLa t\u00e9cnica utilizada fue la de medici\u00f3n de calcio y glutamato, en la cual se genera una planta mutante que lleva en su ADN la informaci\u00f3n necesaria para producir una sustancia fluorescente al interior de sus c\u00e9lulas, que brilla cuando entra en contacto con calcio o glutamato, indicando adem\u00e1s la cantidad de dichas sustancias, dependiendo de cu\u00e1nto brilla.
\nEsta t\u00e9cnica permite tambi\u00e9n estudiar tipos de c\u00e9lulas espec\u00edficos, dependiendo de a qu\u00e9 genes se asocie la informaci\u00f3n de esta sustancia fluorescente. De esta forma, al observar con una iluminaci\u00f3n especial, es posible ver en tiempo real y en una planta viva c\u00f3mo cambian los niveles de calcio y glutamato en sus c\u00e9lulas.<\/p>\n
\nAdem\u00e1s, se observ\u00f3 que esta se\u00f1al, al llegar a otra hoja, sal\u00eda de la vasculatura e invad\u00eda a la hoja por completo, induciendo en esa hoja el aumento de los niveles de \u00e1cido jasm\u00f3nico.
\nLuego los investigadores midieron los cambios en los niveles de glutamato, observando un patr\u00f3n similar al del calcio, con un aumento local inicial, una propagaci\u00f3n al resto de las hojas y una invasi\u00f3n de la hoja objetivo. Para comprobar la interdependencia de ambos procesos, los investigadores generaron plantas mutantes que carec\u00edan de los receptores para glutamato, lo que las hac\u00eda incapaces de responder a este, y observaron que ambas respuestas, la de calcio y la de glutamato, desaparec\u00edan. Finalmente, aplicar glutamato directamente a la hoja produc\u00eda una respuesta igual al da\u00f1o por la oruga y al generado por tijeras.
\nEn resumen, los investigadores demostraron que una sustancia que se utiliza en la transmisi\u00f3n neural dentro de nuestros cerebros, el glutamato, tiene un rol en las hojas de las plantas como una se\u00f1al de da\u00f1o, y que gatilla una respuesta el\u00e9ctrica r\u00e1pida dependiente de calcio que se propaga a toda la planta en cuesti\u00f3n de minutos, produciendo que las dem\u00e1s hojas activen mecanismos de defensa.
\nEste sistema provee a las plantas de una forma mucho m\u00e1s r\u00e1pida que la hormonal de llevar se\u00f1ales de da\u00f1o al resto de su organismo, al utilizar a las c\u00e9lulas de la vasculatura de la planta como una v\u00eda de transmisi\u00f3n para una se\u00f1al el\u00e9ctrica, y adem\u00e1s nos muestra c\u00f3mo la evoluci\u00f3n puede llevar a la producci\u00f3n de soluciones similares en distintos organismos para un problema com\u00fan, utilizando estructuras y sustancias que ya est\u00e1n disponibles.
\nEstudios como este nos ayudan a darnos cuenta de que las plantas son organismos mucho m\u00e1s din\u00e1micos de lo que podemos imaginar a simple vista, y que a pesar de lo distintas a nosotros que puedan ser, en el fondo podemos tener m\u00e1s cosas en com\u00fan de las que imaginamos.<\/p>\n
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