Las plantas tienden a crecer hacia arriba, desafiando la gravedad terrestre. Sin embargo, investigaciones recientes han demostrado que también poseen un mecanismo opuesto, que literalmente las impulsa a adherirse al suelo. Un grupo de biólogos de Japón y Estados Unidos estudió la planta modelo Arabidopsis thaliana y descubrió que la dirección del crecimiento depende de un complejo sistema de señales moleculares en el que las proteínas LAZY y SLQ1 desempeñan un papel clave.
Los experimentos con plantas modificadas genéticamente permitieron a los científicos identificar detalles inesperados. Al desactivar en Arabidopsis thaliana todos los genes principales de la familia LAZY, los investigadores observaron que los tallos dejan de crecer hacia arriba y comienzan a extenderse sobre la superficie. Hasta ahora se pensaba que la causa era la pérdida de la capacidad de percibir la gravedad. Pero los nuevos datos refutan esta idea.
Dos señales opuestas: quién controla la dirección del crecimiento
Dentro de las células especializadas llamadas estatocitos en las plantas, se encuentran estatolitos, gránulos densos de almidón. Bajo la influencia de la gravedad, estos se depositan en la parte inferior de la célula, donde interactúan con las proteínas LAZY. Este contacto desencadena la redistribución de la hormona auxina, responsable de la curvatura del tallo y su crecimiento hacia arriba.
Cuando LAZY está ausente, la planta no pierde completamente la orientación. En su lugar, se activa otra proteína: SLQ1. Esta asume el control y redirige el flujo de auxina, haciendo que el tallo comience a crecer hacia abajo, pegándose al suelo. Este fenómeno se denomina gravitropismo positivo, contrario al comportamiento habitual de la mayoría de las plantas.
Experimento genético: cómo lograron ‘reparar’ un mecanismo defectuoso
Los científicos realizaron un amplio cribado de mutantes para encontrar una mutación capaz de restaurar el crecimiento vertical en plantas sin LAZY. Lograron aislar una línea especial de arabidopsis cuyos tallos, a pesar de la ausencia de LAZY, volvían a crecer hacia arriba. El análisis reveló que la causa era una mutación en el gen SLQ1 (Suppressor of Lazy Quadruple 1). Esta proteína se localiza en los puntos de contacto entre el retículo endoplásmico y la membrana celular, donde forma un complejo con otra proteína, SETH6. Juntas regulan el transporte de auxinas, influyendo así en la dirección del crecimiento.
Se descubrió que, en condiciones normales, LAZY y SLQ1 actúan de manera simultánea pero con distinta intensidad. LAZY genera una señal potente que obliga a la planta a crecer hacia arriba, mientras que SLQ1 emite una señal más débil que orienta el tallo hacia abajo. En una planta sana, predomina LAZY y se mantiene el crecimiento vertical. Si LAZY se desactiva, SLQ1 toma el control y la planta crece pegada al suelo.
Descubrimientos inesperados: ¿tienen las plantas otra especie de ‘brújula’?
El resultado más sorprendente fue que, al desactivar simultáneamente ambos sistemas —tanto LAZY como SLQ1—, las plantas seguían mostrando una tenue capacidad de crecer hacia arriba. Esto sugiere la existencia de otro mecanismo, aún desconocido, que ayuda a determinar la dirección de crecimiento respecto a la gravedad.
Los autores del estudio destacan que el crecimiento de la planta no es simplemente la ejecución de una única orden, sino el resultado del equilibrio entre vías moleculares contrapuestas. Al modificar la proporción de actividad entre LAZY y SLQ1, la planta puede ajustar con precisión el ángulo de inclinación de las ramas y desarrollar una estructura de copa óptima. Este descubrimiento podría llevar a replantear los conceptos clásicos del gravitropismo y abrir nuevas posibilidades para la selección y mejora de cultivos.
La batalla molecular por la arquitectura: ¿por qué las plantas necesitan dos señales opuestas?
Comprender cómo las plantas regulan su crecimiento es importante no solo para la ciencia fundamental. Este conocimiento puede aplicarse en la agricultura para desarrollar variedades con formas de copa específicas o con mayor resistencia al encamado. Además, el hallazgo de vías alternativas de respuesta gravitacional podría facilitar el cultivo de plantas en condiciones de microgravedad, como en las estaciones espaciales.
La investigación también plantea la cuestión de cómo las plantas han llegado evolutivamente a un sistema regulador tan complejo. Es posible que la presencia de dos señales opuestas les permita adaptarse rápidamente a los cambios del entorno, por ejemplo, ante daños o sombra.
Si no lo sabía, Arabidopsis thaliana es una de las plantas más estudiadas del mundo. Su genoma ha sido completamente secuenciado, y su corto ciclo de vida junto con la facilidad de cultivo la han convertido en un modelo imprescindible para genetistas y fisiólogos. Gracias a las investigaciones realizadas con arabidopsis, se han descubierto mecanismos clave de crecimiento, desarrollo y respuesta al estrés. Fue en esta planta donde se identificó por primera vez la familia de genes LAZY, y ahora también la nueva proteína SLQ1, que podría revolucionar nuestra comprensión de cómo las plantas perciben y superan la gravedad.
