Un equipo de investigadores de la Universidad de Nebraska-Lincoln (UNL), en Estados Unidos, ha descubierto que, cuando las plantas son sometidas a periodos de sequía, aprenden a lidiar con el estrés que la escasez de agua les produce.
Además, en estas situaciones, las plantas desarrollan un tipo de “memoria”, que les ayuda a responder mejor a periodos de estrés hídrico posteriores.
Los resultados obtenidos en esta investigación podrían servir, en un futuro, para desarrollar cultivos más capaces de resistir a la carencia de agua, publica la UNL en un comunicado.
Un entrenamiento efectivo
Uno de los autores de la investigación, el profesor de horticultura de la UNL, Michael Fromm, explica que “el fenómeno del endurecimiento por estrés hídrico está reflejado en la literatura corriente, pero realmente no lo está en la literatura académica. Los mecanismos implicados en este proceso parecen no haber sido determinados”.
Fromm y sus colaboradores, la biólogo molecular Zoya Avramova y el investigador Yong Ding, trabajaron con la Arabidopsis, una planta de la familia de la mostaza considerada un excelente modelo de investigación.
Los científicos compararon la reacción de ejemplares de Arabidopsis previamente estresados por la ausencia de agua, con la respuesta de otros ejemplares que no habían sido sometidos a estrés hídrico con anterioridad.
De esta forma, comprobaron que las plantas pre-estresadas se recuperaban más rápidamente en situaciones subsiguientes de deshidratación que las otras plantas. De hecho, las Arabidopsis no “entrenadas” para resistir a la sequía, se marchitaron mucho más rápido que las otras y también perdieron sus hojas a mayor velocidad que los ejemplares que sí habían sido pre-estresados.
De estos resultados, los científicos concluyen que “las plantas recuerdan el estrés por deshidratación”. Y que esta memoria las prepara para “sobrevivir al estrés futuro por sequía, así como a los trasplantes”.
Cuestión de genes
Fromm y sus colaboradores descubrieron que las plantas entrenadas eran más capaces de resistir la sequía en situaciones de deshidratación posteriores gracias a un mecanismo genético que consiste en el aumento de la transcripción de cierto subconjunto de genes.
Durante los periodos de recuperación, cuando el agua sí estaba disponible, la transcripción de estos genes volvía a los niveles normales, pero en periodos subsiguientes de sequía, las plantas “recordaban” su respuesta transcripcional al estrés hídrico, y volvían a incrementar los niveles de dichos genes, explican los investigadores.
Tal y como señala Avramova, este proceso está dirigido “por eventos acaecidos a nivel molecular”. Según la científico, lo que se ha demostrado es que “esta memoria transcipcional asociada a cambios de la cromatina está implicada en el mantenimiento del recuerdo de las plantas”. La cromatina es el conjunto de ADN, histonas y proteínas presentes en el núcleo de las células eucariotas.
A pesar de la capacidad de memoria vegetal constatada en la investigación, los recuerdos de la Arabidopsis no son perdurables.
De hecho, tras cinco días, las plantas “entrenadas” para resistir a la sequía habían “olvidado” el mecanismo de resistencia al estrés hídrico, y dejaron de estar preparadas contra dicho estrés. Esta limitación temporal de la memoria vegetal podría ser diferente (más o menos duradera) en otras especies vegetales, señalan los investigadores.
Posibles aplicaciones futuras
Tal y como explica Fromm en la página web del Center for Plant Science Innovation de la UNL, la disponibilidad de agua es la limitación principal para la productividad de las plantas.
Para situaciones como la sequía que actualmente padece España, y sobre la que ya han alertado diversos afectados, como la Asociación Agraria Jóvenes Agricultores (ASAJA), ¿cabría esperar alguna solución del hallazgo de Fromm y sus colaboradores?
Según los científicos, el descubrimiento sí podría ayudar al desarrollo o al diseño de cultivos más resistentes a la sequía, aunque no en un futuro inmediato.
“Aún estamos muy lejos. Sólo hemos comenzado a obtener un entendimiento básico” (del mecanismo de resistencia al estrés hídrico), aclara Fromm. Pero quizá, con el paso del tiempo, puedan modificarse las plantas para ayudar a “mantener o a mejorar su productividad en periodos de sequía”, concluye el investigador. Los resultados del estudio han aparecido detallados en Nature Communications.