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Neurobiología vegetal, por Florianne Koechlin

Las plantas no tienen ni cerebro ni nervios. Sin embargo, los resultados de diversas investigaciones sugieren que hay estructuras comparables. Una visita a dos investigadores con ideas sediciosas.

Cuando los tomates son atacados por orugas, no sólo generan sustancias para defenderse. También advierten a sus vecinos mediante fragancias. La fragancia se llama jasmonato de metilo y se emplea también en perfumes. Las plantas de maíz emiten fragancias cuando son atacadas para así atraer a las avispas parásitas (avispas de tipo icneumónido) que diezman a las orugas. Las plantas se comunican entre sí de muchas maneras, y no sólo eso. También "notan" la gravedad, la luz, la humedad, la temperatura, los minerales, fragancias y otras cosas. Y reaccionan ante estas señales: por ejemplo, cambian su crecimiento o el número de hojas o el tiempo de floración. Algunos investigadores creen que las plantas tienen memoria y pueden aprender.

Desde hace mucho se ha especulado que existen estructuras vegetales que llevan a cabo funciones similares a las del sistema nervioso. Pero el establishment de la Biología nunca logró asumir estos enfoques. Hasta que hace dos años el ahora biólogo celular Frantisek Baluska del Instituto de Biología Celular y Molecular de la Universidad de Bonn y el electrofisólogo florentino Stefano Mancuso fundaron la Sociedad para la neurobiologia vegetal, que quiere encargarse de que este campo obtenga finalmente el lugar que le corresponde en la agenda de investigación científica.
¿Neurobiología? Naturalmente, las plantas no tienen un sistema nervioso, algo de lo que los dos pioneros son muy conscientes. Pero desde hace mucho se sabe que las plantas utilizan además de sustancias químicas para ennviar mensajes también los llamados potenciales de acción eléctricos. Es concebible que estos se empleen en la transmisión interna de información, de manera similar a los nervios de animales y seres humanos.

Wood Wide Web

Frantisek Baluska y Dieter Volkmann dirigen sendos grupos de investigación en el Instituto de Bonn. Desde hace veinte años investigan como las plantas responden a las señales ambientales, especialmente en el área de la raíz. "Sabemos que las plantas se comunican intensamente entre sí bajo tierra", dice Dieter Volkmann. "Hablan entre sí y también con ciertos hongos. Esta red de comunicación subterránea es al menos tan grande como la World Wide Web, es una red enormemente dinámica".

Las plantas utilizan para comunicarse sustancias disueltas en agua que sirven como mensajeros. las cuales pueden ser "saboreadas" por la raices - así es como funciona la Wood Wide Web. "Las plantas tienen probablemente más sentidos, es decir, más sensores que los seres humanos, o más de los que conocemos de los seres humanos y animales", dice Baluska. "Al parecer, las raíces pueden orientarse con los campos magnéticos como las aves. Utilizan incluso los campos eléctricos para orientarse". Volkmann añade que hace 20 años dijo en una entrevista que las plantas pueden oler, saborear, ver y oír. Eso provocó un tremendo alboroto. Entre tanto, mucho ha sido confirmado.

¿Crecer mejor con ayuda de Bach?

¿También oir? Plantas que crecen mejor con música barroca -aquí uno puede fácilmente caer en el esoterismo. Baluska lo confirma: con esto hay que tener cuidado. Pero las plantas son sensibles a cualquier tipo de estímulos mecánicos. Nuestro lenguaje o la música son aparentemente lo suficientemente fuertes como para estimular las membranas de las plantas. "Las plantas perciben las frecuencias de los sonidos, pero apenas escuchan una sonata de Bach como música. Es posible que estas frecuencias tengan un impacto en su crecimiento. Aunque a muchos científicos aún no les gusta escucharlo". Volkmann comenta un ejemplo similar. Cuando, hace veinte años, algunos investigadores afirmaron que las plantas reaccionan a las caricias, eso fue calificado de absurdidad. Habían acariciado brotes de girasol un par de veces al día y observaron que se formaron tallos más gruesos y de crecimiento menor. Hoy sabemos que el tacto activa ciertos genes. Se llaman Touch Gen, es decir, genes táctiles. Si se activan los genes táctiles, el crecimiento de la planta cambia; Los tallos se vuelven más gruesos. Y todo ello sin esoterismo, dice Volkmann. La neurobiología de animales y seres humanos cubre tres áreas: células sensoriales, células nerviosas y cerebrales. Quién se quema un dedo, lo retira rápidamente. Las células sensoriales en la yema del dedo registran el calor repentino y convierten la información en potenciales de acción eléctricos. Las células nerviosas lo transmiten al cerebro en una fracción de segundo. Las respuestas del cerebro son, por un lado, ordenar a las células musculares retraer los dedos y, por otro lado, la sensación de dolor. El sistema nervioso permite reacciones a la velocidad del rayo.


En las plantas se han descubierto muchos mecanismos similares en los últimos años, dice Frantisek Baluska. Pero es indiscutible que no tienen nervios. ¿Cómo transmiten las plantas los potenciales de acción eléctricos? Baluska explica: "En los tallos y en las raíces de una planta, las células se sitúan de manera tubular y dispuestas una encima de otra. Son estables, y siempre circulan en una dirección, de arriba a abajo o de izquierda a derecha. No es un desastre como en los tejidos de animales o seres humanos. Al respecto no se ha reflexionado mucho hasta ahora".

Los neorólogos vegetales sospechan que los los potenciales de acción son transportados a través de estos tubos, las líneas celulares. Las mediciones electrofisiológicas de Stefano Mancuso y otros lo han confirmado. Además, añade Vilkmann, en los últimos años se han descubierto en las plantas muchas moléculas similares a nuestros neurotransmisores. Son moléculas químicas que regulan la transmisión de una señal entre una célula nerviosa y sus vecinos -otra célula nerviosa, una célula muscular o sensorial-. Casi todos los neurotransmisores conocidos se han encontrado también en plantas, según Volkmann. Las plantas también producen muchas sustancias que pueden afectar directamente a las células nerviosas -los conocemos como drogas, como el cannabis, la nicotina o la cafeína.

Susan Murch del Instituto de Etnobotánica en Kalaheo (EEUU) escribe que durante mucho tiempo se había creído que estas moléculas químicas servían a las plantas sobre todo para protegerse de las plagas. Estudios recientes, sin embargo, sugieren que también juegan un papel en la regulación de procesos importantes dentro de la planta. Es inútil buscar un cerebro dentro de una planta. "Tampoco lo necesitan", dice Baluska. "Tienen una zona de mando difuso, que percibe los estímulos del exterior, responde y se ajusta constantemente. Creemos que las áreas cercanas a las puntas de las raíces juegan un papel importante al respecto. En la misma punta hay muchas células sensoriales. Pero justo a continuación hay una zona cuyas células ni comparten nada ni se extienden- esto es algo inusual. Pero estas células son  particularmente activas electrofisiológicamente hablando".

Ir a la raíz

Frantisek Baluska muestra en la pantalla una planta de maíz con sus enormes raíces: miles de pequeñas puntas de las raíces forman una red impenetrable, mucho más voluminosa, amplia y grande que el tallo del maíz que está por encima de la superficie. Cada uno de los ramales de las delgadas raíces tiene una zona de este tipo, que posiblemente lleva a cabo funciones similares al cerebro, dice Volkmann. Todas juntas forman el "cerebro" de la planta -no teme usar esta expresión -. "El hecho de que el sistema en su conjunto sabe lo grande que es, si tiene suficiente agua, o en que entorno vive favorecen esta idea". Baluska y Volkmann admiten que tan sólo trabajan con hipotesis -algunas de las cuales son muy atrevidas, Muchas de ellas aún no han sido corroboradas. ¿Cómo reaccionan sus colegas?

"Por supuesto que hay muchos adversarios", dice Dieter Volkmann. "Dicen que las plantas no tienen nervios, por lo que no se debería hablar de neurobiología. Nosotros respondemos que los investigadores han descubierto la hormona auxina en las plantas. También se dijo lo mismo, que no es posible, que las hormonas no existen en las plantas, pero pronto se encontró otra. Se las llama fitohormonas -es decir, hormonas vegetales- y esta expresión se ha establecido. Entre tanto, se han encontrado muchas hormonas que se producen tanto en las plantas como en los animales". Frantisek Baluska añade: "Hasta ahora casi no se llevaban a cabo en los estudios de fisiología vegetal estudios electrofisiológicos. plantas con nervios -eso sonaba sospechoso. Nadie quería financiar algo que estuviese asociado al esoterismo. Sólo en los últimos años esto ha empezado a cambiar lentamente. Es difícil debilitar estos dogmas y bloqueos mentales. Para la investigación, esto significaba un punto muerto de diez a veinte años".

Desarrollo necesario

Los nuevos descubrimientos y teorías representan un alejamiento de la noción aún generalizada de las plantas como una especie de robots, que siguen tercamente un programa genético innato y actúan siempre de la misma forma ante el mismo estímulo. Muchos investigadores admiten hoy que esta imagen mecanicista se queda corta. Pero la mayoría todavía no son capaces de ir más allá y reconocer en las plantas estructuras similares a sistemas nerviosos. La Sociedad de Neurobiología Vegetal ha organizado ya dos congresos, recientemente ha empezado a publicarse una revista científica sobre el tema. A la hora de elegir su nombre, no obstante, se mostró lo controvertido que es utilizar el término "neurobiología". La publicación debería haberse llamado «Plant Neurobiology» (neurobiología vegetal), pero tras discusiones entre los participantes de la conferencia se acordó usar el nombre menos comprometedor «Plant Signaling and Behavior» (señales y comportamiento de las plantas).
La investigación dice Baluska, ha llevado a cabo tal cantidad de descubrimientos en los últimos años, que es imposible hacerlos frente con la forma convencional de pensar. Una plataforma para la exploración de redes de comunicación e información es necesaria desde hace mucho. Son necesarios enfoques nuevos, interdisciplinarios e integrales para la investigación, combinando  biología celular, electrofisiología y ecología.

Y ¿qué pasa con el trato desgarrador hacia las zanahorias -sienten dolor las plantas o no? "No lo sabemos", dice Baluska. "Si son capaces de percibir cuando tienen un problema". Cuando se pone una cerilla encendida debajo de la hoja de una mimosa, incluso las hojas que están a veinte centímetros de distancia reaccionan. Reaccionan de manera instantánea. "No sabemos si sufren. Naturalmente, no oimos gritos de dolor, pero la planta reacciona violentamente". Y Volkmann añade reflexionando: "las plantas tienen hormonas y proteínas que están involucradas en desencadenar dolor en las personas". Afortunadamente, las manzanas caen en su mayoría en la suave hierba.