Las células vegetales pueden sentir el tacto

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Incluso sin nervios, las plantas pueden sentir cuándo algo las toca y cuándo se suelta, según descubrió un estudio dirigido por la Universidad Estatal de Washington.

En una serie de experimentos, las células vegetales individuales respondieron al toque de una varilla de vidrio muy fina enviando ondas lentas de señales de calcio a otras células vegetales, y cuando se liberó esa presión, enviaron ondas mucho más rápidas. Si bien los científicos sabían que las plantas pueden responder al tacto, este estudio muestra que las células vegetales envían diferentes señales cuando se inicia y finaliza el contacto.

"Es bastante sorprendente lo finamente sensibles que son las células de las plantas, que pueden discriminar cuando algo las toca. Sienten la presión y, cuando se libera, sienten la caída de la presión", dijo Michael Knoblauch, profesor de ciencias biológicas de WSU y autor principal del estudio en la revista Nature Plants. "Es sorprendente que las plantas puedan hacer esto de una manera muy diferente a los animales, sin células nerviosas y en un nivel realmente fino".

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Knoblauch y sus colegas llevaron a cabo una serie de 84 experimentos en 12 plantas utilizando berros de thale y plantas de tabaco que habían sido cultivadas especialmente para incluir sensores de calcio, una tecnología relativamente nueva. Después de colocar piezas de estas plantas bajo un microscopio, aplicaron un ligero toque a las células vegetales individuales con un micro-voladizo, esencialmente una pequeña varilla de vidrio del tamaño de un cabello humano. Vieron muchas respuestas complejas según la fuerza y ​​la duración del toque, pero la diferencia entre el toque y su eliminación era clara.

Dentro de los 30 segundos del toque aplicado a una célula, los investigadores vieron ondas lentas de iones de calcio, llamadas calcio citosólico, que viajaban desde esa célula a través de las células vegetales adyacentes, con una duración de entre tres y cinco minutos. La eliminación del toque mostró un conjunto casi instantáneo de ondas más rápidas que se disiparon en un minuto.

Los autores creen que estas ondas probablemente se deban al cambio de presión dentro de la célula. A diferencia de las células animales con membranas permeables, las células vegetales también tienen paredes celulares fuertes que no se pueden romper fácilmente, por lo que solo un ligero toque aumentará temporalmente la presión en una célula vegetal.

Los investigadores probaron mecánicamente la teoría de la presión insertando una diminuta sonda de presión capilar de vidrio en una célula vegetal. El aumento y la disminución de la presión dentro de la célula dieron como resultado ondas de calcio similares provocadas por el inicio y la finalización de un toque.

"Los humanos y los animales perciben el tacto a través de las células sensoriales. El mecanismo en las plantas parece ser a través de este aumento o disminución de la presión celular interna", dijo Knoblauch. "Y no importa qué célula sea. Los humanos podemos necesitar células nerviosas, pero en las plantas, cualquier célula en la superficie puede hacer esto".

Investigaciones anteriores han demostrado que cuando una plaga como una oruga muerde la hoja de una planta, puede iniciar las respuestas defensivas de la planta, como la liberación de sustancias químicas que hacen que las hojas sean menos sabrosas o incluso tóxicas para la plaga. Un estudio anterior también reveló que cepillar una planta desencadena ondas de calcio que activan diferentes genes.

El estudio actual pudo diferenciar las ondas de calcio entre tocar y soltar, pero aún está por verse cómo responden exactamente los genes de la planta a esas señales. Con nuevas tecnologías como los sensores de calcio utilizados en este estudio, los científicos pueden comenzar a desenredar ese misterio, dijo Knoblauch.

"En estudios futuros, tenemos que activar la señal de una manera diferente a la que se ha hecho antes para saber qué señal, si se toca o se suelta, desencadena eventos aguas abajo", dijo.

Referencia: Howell AH, Völkner C, McGreevy P, et al. Las celdas del pavimento distinguen tocar de soltar. plantas naturales. 2023. doi: 10.1038/s41477-023-01418-9

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