gravitropismo: la gravedad de las plantas

#gravedad | pensamiento | Eduardo Carbonell

La gravedad es un fenómeno natural por el cual los objetos con masa son atraídos entre sí. En la tierra se ejerce sobre todos los cuerpos, atrayéndolos hacia dentro. Todo ser vivo la detecta y se adapta a ella para sobrevivir. Hablar de la gravedad en las plantas significa, por tanto, hablar de lo que las plantas sienten, antes que describir o analizar sus reacciones frente al entorno en el que se encuentran. Eso implica hablar también de otras fuerzas y circunstancias que las afectan, y de lo que recuerdan o saben para reaccionar de la forma más adecuada para su bienestar.

En el espacio exterior, libre de la fuerza de la gravedad, no existe arriba ni abajo. Cuando en la estación espacial, colocamos en posición horizontal una planta que está situada originalmente  en posición vertical, el tallo y la raíz siguen creciendo en línea recta, o sea, que no recuperan la posición inicial. En tierra, por el contrario, los vegetales adoptan nuevas posiciones con relación a la gravedad. Si se cambia la orientación de una planta que crece en vertical, el brote se curva hacia arriba, avanzando en sentido contrario al de la fuerza de gravedad. La raíz, que constituye el objeto de nuestras investigaciones, se curva hacia abajo, en el sentido de la gravedad. A menudo, las raíces empiezan a reorientar su posición unos minutos después de que actúe sobre ellas el estímulo gravitatorio.

El geotropismo es un tipo de tropismo propio de las plantas que se refleja en un crecimiento como respuesta a la aceleración de la gravedad. 

A un observador ocasional podría parecerle que esa curvatura hacia abajo responde, lisa y llanamente, a la búsqueda de agua, o que constituye una respuesta pasiva a la gravedad. No hay tal. Ciertamente, las raíces de algunas plantas buscan agua, pero la gravedad ejerce un efecto independiente sobre el sentido del crecimiento de la raíz. Más aún, las raíces en desarrollo, dotadas de fuerza suficiente para penetrar en suelos compactos, poseen también el vigor necesario para resistir a la atracción directa de la gravedad.

Si inclinamos una planta, ésta corregirá su crecimiento para volver a extenderse verticalmente. Pero, ¿cómo detecta la planta la inclinación? Se sirve de clinómetros, unas células llenas de gránulos microscópicos de almidón denominados estatolitos. Un grupo de ellos se acumula en el fondo de las células y proporciona un punto de referencia para guiar el crecimiento.

A diferencia del resto de seres vivos, una planta no puede desplazarse del lugar donde se encuentra, cosa que haríamos nosotros en el caso de detectar cualquier amenaza. Sin embargo, las plantas pueden comprender el problema, aguantarlo, adaptarse y sobrevivir. Las plantas no utilizan un cerebro central que recoge y procesa la información como hacemos nosotros. Ellas cuentan con diversos sistemas de señales, a menudo hormonales, que se generan en las hojas y ramas y se transportan hacia las raíces, que devuelven los impulsos necesarios relativos al crecimiento. Ante otras necesidades, como la de florecer, son las hojas las que directamente emiten las señales oportunas. De algún modo, a través de múltiples receptores y canales de contacto, la planta al completo funciona como un sistema nervioso lleno de ramificaciones. Asimismo, las plantas pueden almacenar sus percepciones por diferentes vías, lo que constituye algo parecido a la memoria. Algunos experimentos muestran cómo determinadas plantas que han sido capaces de desarrollar una respuesta a factores específicos que provocan estrés, tienen progenie más resistente a esos mismos elementos estresantes.

En cuanto a la energía gastada por las plantas, podemos medirla gracias a los amiloplastos, que son orgánulos que se encuentran en células vegetales, que carecen de clorofila y se caracterizan por el contenido de almidón. Su función es la de reserva energética, ya que el almidón, por hidrólisis, se transforma en glucosa que la célula aprovecha para obtener energía.

Las auxinas son un grupo de fitohormonas que actúan como reguladoras del crecimiento vegetal. Esencialmente provocan la elongación de las células. Se sintetizan en el ápice de los tallos y se desplazan desde allí hacia otras zonas de la planta, principalmente hacia la base, estableciéndose así un gradiente de concentración.

El geotropismo involucra cuatro pasos secuenciales: la percepción del estímulo gravitatorio, la producción de señales en células sensoras de la gravedad, la transducción de señales tanto dentro de células sensoras como entre células y, finalmente, la respuesta.

El geotropismo es un tipo de tropismo propio de las plantas que se refleja en un crecimiento como respuesta a la aceleración de la gravedad. Permite el crecimiento de las raíces que deben hundirse en el suelo para su correcto funcionamiento, y el crecimiento de los tallos hacia el medio aéreo. Es de especial importancia durante la germinación de las semillas. El gravitropismo se ve definido por la concentración diferencial de auxina, una familia de hormonas vegetales. Sintetizada en el ápice, allí posee su máximo nivel, que decrece conforme el tallo se aleja.

Aeonium

El geotropismo involucra cuatro pasos secuenciales: la percepción del estímulo gravitatorio, la producción de señales en células sensoras de la gravedad, la transducción de señales tanto dentro de células sensoras como entre células y, finalmente, la respuesta. Si se corta la punta de la raíz de una planta, ésta pierde la capacidad de responder a la gravedad. Cuando una raíz crece en forma vertical, los amiloplastos se reúnen cerca de las paredes inferiores de las células centrales. Sin embargo, si la raíz se coloca en posición horizontal, los amiloplastos se deslizan hacia abajo y se disponen cerca de las que previamente eran paredes orientadas en forma vertical. A los pocos minutos, la raíz comienza a curvarse hacia abajo y los amiloplastos retornan gradualmente a su posición original. Las raíces a las que se les han eliminado los amiloplastos son incapaces de responder a la gravedad, lo que sugiere que el movimiento de los amiloplastos es fundamental.

Aeonium Toison d’or

Investigadores del Centro Nacional para la Investigación Científica, el Instituto Nacional para la Investigación Agronómica y la Universidad Clermont, han resuelto esta paradoja. En primer lugar, observaron el movimiento de los estatolitos en respuesta a una inclinación y descubrieron que estos no se comportan como un medio granular clásico, sino que se desplazan y fluyen en la célula independientemente del ángulo de inclinación que se les impone. Igual que un líquido, la superficie de los depósitos de estatolitos siempre recupera la horizontalidad. Pero, ¿cómo logran las células hacer fluir los grupos de estatolitos?

Para explicar ese comportamiento, los investigadores desarrollaron un sistema similar a los estatolitos de las células vegetales, el cual consistía en microperlas dispuestas en el interior de células artificiales del mismo tamaño. La comparación entre ambos sistemas los llevó a la conclusión de que la fluidez conjunta de los estatolitos se deriva del movimiento de cada uno de ellos por separado. Los motores moleculares de la célula los agitan constantemente, lo que les permite no quedarse atascados. Ello confiere al sistema, a largo plazo, propiedades cercanas a las de un líquido. Este comportamiento resulta esencial para la planta, ya que le permite reaccionar ante las más pequeñas inclinaciones, a la vez que su crecimiento no se ve ve afectado por las sacudidas que pueda provocar el viento.

Greenovia

En ausencia de gravedad, las plantas observan patrones de movimiento espiral igual que en la tierra, pero de menor intensidad. Las plantas sienten atracciones simultáneas: la gravedad, la luz, el viento, la humedad del subsuelo, el olor de otra planta, las sombras, los elementos del entorno sobre los cuales apoyarse o una fuente de calor de la cual alejarse).Si fuéramos Newton podríamos definirlo así: “la posición de cualquier parte de la planta puede describirse como una suma de vectores de fuerza que actúan sobre ella y le indican dónde está y en qué dirección crecer”.

Aeonuim Barcelona

Eduardo Carbonell (Valencia)
Doctor en Filosofía y Letras. Tiene 3 carreras: Magisterio, Pedagogía y Psicología. Creó la Sección Profesional de Psicólogos (embrión del actual Col·legi Oficial de Psicòlegs de Catalunya). Incursionó en la política y ha sido miembro de varias asociaciones filantrópicas. Su intensa actividad empresarial abarca diversos campos como autoescuelas, tampografía, depuración de aguas o minicentrales hidráulicas. Ha sido presidente de la Sociedad Catalana de Psicología, de la PAT (Prevención de Accidentes de Tráfico) y en la actualidad preside Grup ITES, empresas del sector audiovisual.
La jardinería es uno de sus hobbies. Es socio fundador de ASAC (Amics del cactus i altres suculentes) y socio de ACUA (Madrid) y AIAPPS (Mónaco). Con base en su jardín Ty Cone corresponde y amplía sus conocimientos con otros jardines: Jardín Canario, en Tarifa, Jardín Exótico de Montecarlo, Jardín Botánico de la Universidad de Alcalá de Henares o el Jardí Botànic de Barcelona. Esta especializado en la familia botánica Crassulaceae.
Las plantas que aparecen en las imágenes de este artículo son variedades de su jardín, y algunas de ellas, son especies nuevas creadas por él.

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