Las plantas, aunque en apariencia estáticas y silenciosas, poseen sistemas complejos para detectar y comunicar situaciones de estrés dentro de su estructura. A diferencia de los animales, que cuentan con nervios y un sistema circulatorio para transmitir señales rápidas, las plantas usan mecanismos propios adaptados a su fisiología. Una de las formas más innovadoras y recientes descubiertas para entender esta comunicación interna es a través de la presión negativa en su sistema de vasos conductores. Este fenómeno se encuentra en el centro de un avance científico crucial que está resolviendo un misterio de más de cien años sobre cómo las plantas pueden transmitir señales a lo largo de su cuerpo. El proceso, que se basa en cambios en la presión negativa dentro del sistema vascular, es esencial para mantener el agua en sus tallos, raíces y hojas, especialmente en condiciones de sequía o daño.
Cuando una planta sufre un golpe de estrés, como la mordedura de un insecto o la falta de agua, el delicado equilibrio de presión dentro de sus conductos se altera. Esta alteración genera un flujo de movimiento en los líquidos presentes en su interior, que no sólo transporta agua sino también señales químicas y mecánicas que alertan otras partes de la planta para iniciar respuestas defensivas o adaptativas. El sistema vascular de las plantas está compuesto por un entramado de tubos que funcionan bajo presión negativa, llamada tensión, un estado donde la presión es menor que la atmosférica. Esta tensión es fundamental para que el agua ascienda desde el suelo hasta las hojas en contra de la gravedad mediante la capilaridad y transpiración. Sin embargo, este mismo sistema actúa como un canal de comunicación donde cambios de presión pueden desencadenar la activación de ciertas vías internas.
Uno de los elementos clave en esta señalización son los canales mecanosensibles ubicados en las células adyacentes al sistema vascular. Estos canales responden a variaciones en la presión abriéndose para permitir la entrada o salida de iones como el calcio. La presencia de calcio actúa como un segundo mensajero dentro de las células, que puede activar respuestas genéticas específicas para defenderse de herbívoros, reparar daños o conservar recursos. Además, la presión negativa puede generar una masa de flujo que facilita el desplazamiento rápido de compuestos químicos señalizadores producidos en el sitio del daño o estrés. Por ejemplo, si una hoja es mordida por una oruga, las células liberan sustancias tóxicas o repelentes que, mediante este flujo, llegan a otras partes de la planta para advertirlas y preparar una defensa.
Investigadores del Center for Research on Programmable Plant Systems (CROPPS) están revolucionando nuestra comprensión de estos procesos y trabajando en el desarrollo de plantas que puedan comunicar su estado a través de señales detectables externamente. Imaginar cultivos que cambien de color o emitan fluorescencia cuando necesiten agua abre la puerta a una agricultura mucho más eficiente y sostenible. Este avance también implica la posibilidad de una comunicación bidireccional en el futuro, donde los agricultores puedan enviar señales a las plantas para indicar condiciones climáticas adversas próximas, y así estas puedan ajustar su consumo de agua o activar mecanismos preventivos antes de que las condiciones realmente se presenten. El estudio publicado recientemente en la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences presenta un marco unificado que integra aspectos mecánicos y químicos para explicar cómo estas señales se propagan tanto localmente como a larga distancia en las plantas. Este modelo es un punto de inflexión en la investigación en biología vegetal, integrando desde la física del fluido interno hasta la biología molecular y la ingeniería.
