Respuesta de las plantas a los estímulos

Las plantas al igual que el resto de los seres vivos, poseen una serie de peculiaridades que los distinguen de la materia inanimada, una de esas características es su habilidad de respuesta frente a los heterogéneos estímulos exógenos, los cuales pueden ser de naturaleza física, química o biótica. Entre los estímulos podemos mencionar: la luz, gravedad, propiedades y contenido hídrico del suelo, humedad relativa, temperatura, mecánicos, químicos, la acción de otros animales (como por ejemplo los insectos), entre otros. Veamos más detenidamente la respuesta de las plantas a los estímulos.

La respuesta de los seres vivos frente a los estímulos puede ser de tipo motora, a través del movimiento o secretora, por medio de la producción de sustancias, y en las plantas se pueden desencadenar ambos tipos de reacciones, puesto que aunque a simple vista pareciera que fueran organismos carentes de movilidad, al encontrarse fijos al suelo o algún sustrato, si poseen diferentes tipos de movimientos que pueden ejecutar cuando las circunstancias lo ameriten.

La respuesta de las plantas a los estímulos es menos llamativa y evidente, a su vez más lenta que la del reino animal (conoce mejor el reino Animalia). Sin embargo, hay respuestas que pueden desarrollarse a pocos segundos, mientras que en otros casos se produce en tiempo más prolongado, cuando incluye cambios a nivel morfogenético en los vegetales.

Receptores que captan la respuesta de las plantas a los estímulos

Para que las plantas puedan tener la capacidad de percepción de los diferentes estímulos, poseen sensores o receptores que cumplen esta importante tarea. Dichos receptores son los que se encargan también de transmitir la señal para que se cumpla el propósito de producción de una respuesta.

Muchos de los sensores o receptores que utilizan las plantas para captar la respuesta son moléculas proteicas, que por ejemplo en el caso de los fotorreceptores son del tipo flavoproteínas. Algunos mecanismos de percepción y de transmisión de la señal han sido descubiertos gracias al estudio con la planta Arabidopsis.

Tipos de respuesta de las plantas a los estímulos

Las diferentes respuestas de las plantas a los estímulos son variadas, algunas pueden tener consecuencias directas sobre algún órgano o desencadenarse a nivel de la célula, ocasionando incluso muerte celular, también la respuesta puede involucrar una expresión génica diferencial.

Muchos procesos fisiológicos para el desarrollo y crecimiento de la planta están influenciados por las condiciones ambientales imperantes, como la fotosíntesis, en la cual su tasa puede verse alterada por factores como la luz, temperatura, disponibilidad de agua y nutrientes, entre otros. La floración es otro fenómeno que puede responder a los estímulos exógenos.

Las plantas al estar fijas en el suelo han desarrollado gran plasticidad morfológica, que les permite adaptar su forma para sobrevivir a las condiciones ambientales locales del mundo exterior, como la dureza del suelo, disponibilidad de agua, vientos. Muchos de estos cambios morfológicos se pueden producir sin que la planta sufra modificación genética, pero en algunos casos, si se adquieren cambios genéticos generando diferencias a nivel de especie.

Algunas respuestas de las plantas a los estímulos ocasionan algún tipo de movimiento, durante los cuales los órganos pueden crecer o carecer de crecimiento. De esta manera, en el primero de las casos tenemos los tropismos y en el segundo a las nastias.

Tropismos

Son los movimientos que realizan las plantas en respuesta a los estímulos percibidos y que vienen condicionados por la dirección de los mismos, dependiendo de ellos, pueden adquirir diferentes nombres: fototropismos, geotropismos (también llamados gravitropismos), tigmotropismos, quimiotropismos, termotropismos o hidrotropismos, en base a si los estímulos son la luz, la gravedad, el contacto, los compuestos químicos, la temperatura o los gradientes de agua, respectivamente.

En relación a la dirección de procedencia de los estímulos podemos decir que la respuesta puede ser positiva o negativa si el crecimiento diferencial se dirige hacia dicha dirección o al lado contrario. A continuación se describen brevemente los tropismos más importantes:

Fototropismos

El fototropismo es una respuesta de las plantas a los estímulos luminosos, ocasionando una curvatura y un crecimiento del órgano. Este tipo de movimiento se presenta con una respuesta positiva generalmente en plántulas o en partes aéreas como brotes y órganos reproductores, mientras que en las partes subterráneas es más común hablar de una respuesta negativa frente a este tipo de estímulos. Sin embargo, algunos órganos aéreos cuando ya están en fase adulta también pueden presentar fototropismo negativo.

Geotropismos o gravitropismos

Es la respuesta de las plantas a los estímulos de gravedad, que en este caso también genera una curvatura y un crecimiento de los órganos. En este tipo de respuesta, la captación puede producirse en una región del órgano y la respuesta en otra, por ejemplo, las raíces tienen geotropismo positivo, la percepción se produce en la caliptra y la respuesta en la región de elongación.

Los sensores responsables de captar este tipo de estímulo se denominan estatolitos y son estructuras intracelulares, que se movilizan en el citoplasma en respuesta a la aceleración gravitatoria.

Tigmotropismos

Es un tipo de respuesta inducido por algún tipo de contacto físico, que genera un movimiento con crecimiento. Este tipo de tropismo es positivo y evidente por ejemplo en los zarcillos de las plantas, y de esta forma mejorar el agarre. Otros órganos pueden poseer tigmotropismo negativo, como en el caso de las raíces, que crecen alrededor de los obstáculos, evadiéndolos.

Nastias

Las nastias, por su parte, son movimientos que realizan las plantas en respuesta a los estímulos que no están condicionados por la dirección de los mismos. Se produce a nivel celular, por cambios en la presión y volumen de algunas células especializadas. Entre ellas se encuentran las siguientes:

Nictinastias

Son ocasionadas por transiciones de luz y oscuridad. También es conocida con el nombre del movimiento del sueño, ya que las especies nictinasticas, por lo general, abren totalmente sus hojas durante el día y las pliegan por la noche. Este tipo de nastias también se observa en los órganos reproductivos, es decir, las flores.

Tigmonastias o seismonastias

En la cual la respuesta es inducida por variados estímulos como cambios en la temperatura, la luz, sustancias químicas, eléctricos, o por algún contacto que ocasionan un movimiento repentino, rápido y de corta duración, como el plegamiento de hojas y foliolos.

Heliotropismo

Es un tipo de respuesta de las plantas a los estímulos luminosos, en el cual la planta se orienta de acuerdo a la posición del sol. A pesar de ser un movimiento que se encuentra dirigido por la dirección de procedencia del estímulo, no es considerado un tropismo, ya que en él no se produce crecimiento, solo movimiento. Está presente en el reino Plantae en los géneros Lupinus y Helianthus.

Respuesta de las plantas a los estímulos bióticos

En las plantas, estímulos de insectos u otros animales también desencadenan algún tipo de respuesta. Generalmente se envían señales químicas a través de diferentes tipos de moléculas (proteínas, enzimas, hormonas) para desencadenar la respuesta más adecuada, con un sofisticado y efectivo sistema inmune protector, que se encarga de sanar heridas y activar los genes defensivos, que previenen daños posteriores.

Como ejemplo de este tipo de respuesta de las plantas a los estímulos tenemos en el jitomate, cuyo nombre científico es Lycopersicum esculentum, unas moléculas denominadas sisteminas, que son las encargadas de la respuesta frente al ataque por patógenos y algunos herbívoros; en las hojas y en los peciolos se encuentran sintetizadas los precursores de ella (prosistemina), y cuando existe daño mecánico o por algún depredador, la prosistemina es convertida a sistemina y es excretada al floema, por medio de éste se transporta a toda la planta. Además, la respuesta involucra la liberación de otras moléculas, como el ácido jasmónico, que actúa como un compuesto activador de los genes defensivos de las plantas.

Autores consultados

• Córdoba, C.; Legaz, E. (2010)
• Gamboa-Gaitán, M. (2016)
• Gutiérrez, C. (2009)
• Sánchez, E.; Reyes, H.; Aguilar, R. (2004)
• Sotelo, A. (2015)