Por José Pichel Andrés

/DICYT 

Un equipo de investigación del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (Irnasa, centro perteneciente al CSIC), con el apoyo de la Universidad de Salamanca, ha descubierto el mecanismo de defensa que ejecutan las plantas en situaciones de estrés lumínico, es decir, que son capaces de reaccionar frente a un exceso de luz que podría afectar a sus funciones vitales. El hallazgo se ha realizado en cultivos de células de Arabidopsis thaliana, una planta que habitualmente sirve de modelo para los investigadores. El último número de la revista científica 'Plant Physiology' recoge los resultados de este trabajo que, aunque es una investigación básica, puede servir de referencia en un futuro a la hora de tomar decisiones ante las previsibles consecuencias que el cambio climático puede tener sobre la agricultura.

"Hemos visto que la respuesta de los cultivos celulares sometidos a estrés lumínico se asemeja a la respuesta que da la planta en su conjunto ante otras situaciones de estrés, por exceso de salinidad o por el ataque de organismos patógenos", ha explicado en declaraciones a DiCYT Juan Arellano, investigador del Irnasa y responsable del estudio, en el que también han participado científicos de la Universidad de Salamanca, algunos adscritos al Centro Hispanoluso de Investigaciones Agrarias (Ciale) y al Instituto de Biología Funcional y Genómica (IBFG, centro mixto en el que también participa en Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC).

El exceso de luz puede ocurrir en zonas tropicales, pero también en la península Ibérica e interfiere en la fotosíntesis, el proceso por el que las plantas son capaces de transformar la materia inorgánica en orgánica gracias a la energía solar. Si bien la luz es imprescindible para la planta, "un exceso puede causar daño", ya que supone contar con demasiada energía que hace que el oxígeno se convierta en reactivo y degrade proteínas y lípidos esenciales para el organismo vegetal, es decir, que estas moléculas se oxidan.

Ese oxígeno reactivo provocado por un exceso de energía se denomina oxígeno singlete y genera una serie de subproductos, que la planta es capaz de detectar, de manera que manda una señal de estrés que llega hasta el núcleo de las células vegetales. Esta señal activa o reprime la expresión de unos 450 genes que desencadenan la respuesta defensiva. En teoría, si una planta no contase con este mecanismo defensivo frente al exceso de energía solar, perdería su capacidad de asimilar energía y, por tanto, de realizar la fotosíntesis.

Cultivo celular

Los científicos que han participado en este proyecto de investigación han observado todo este proceso gracias a cultivos de células de Arabidopsis thaliana, no directamente sobre las plantas. "Es un buen modelo porque nos permite observar una respuesta inmediata y controlar todas las condiciones, tiempos o cantidad de luz a la que sometemos el cultivo", señala Arellano, "lo que buscábamos era una respuesta a nivel celular". En teoría, los resultados deben ser extrapolables a otro tipo de plantas, ya que se considera que Arabidopsis thaliana es un buen modelo para estudiar el conjunto de los organismos vegetales.

Repercusiones

Por lo tanto, se trata de una investigación básica, en la que se han analizado aspectos moleculares muy concretos. Sin embargo, esto no quiere decir que la investigación no vaya a tener importantes aplicaciones en un futuro. "Ante el calentamiento global, tenemos que pensar en un mayor estrés lumínico que provocaría que, con el paso del tiempo, algunas especies no se puedan cultivar en determinados lugares", afirma el investigador. En este caso, habría que buscar plantas más resistentes, de manera que "nuestro estudio puede ayudar a pensar en otro tipo de cultivos a largo plazo", apunta.