5.2.2. La memoria en las plantas

Memoria: (i) los recuerdos… Como no pueden huir, las plantas deben detectar el peligro, adaptarse y enfrentarlo. Necesitan la memoria para retener información adquirida y recuperarla luego para actuar. Esta capacidad es una memoria química y epigenética, que sirve para aprender, almacenar y compartir la información. Por ejemplo, los árboles luego de una temporada de sequía recuerdan los efectos y en la siguiente temporada implementan medidas para ser menos vulnerables. Algunas plantas pueden recordar los efectos de la exposición a patógenos y producir químicos para protegerse en la próxima oportunidad. Los trasplantes obligan a las plantas a “habituarse” o “aclimatarse”, una expresión simple para la memoria epigenética. Habituarse significa cambiar el metabolismo en respuesta al nuevo entorno. Ciertas plantas florecen después de una exposición prolongada al frío. Pero si las condiciones no son las adecuadas, retrasará la floración hasta que la temperatura y la luz sean las correctas. Esto sugiere que las plantas “recuerdan” la exposición al frío en base al nivel de ciertas proteínas (memoria química). Se pueden tomar tejidos de esas plantas, hacer crecer una nueva planta, y se verá que también recuerdan la exposición al frío para florecer. También las semillas llevan el recuerdo de la planta madre.

Memoria: los priones. /// Un tipo de proteína capaz de llevar memoria son los “priones”, que pueden plegarse de dos maneras: una forma normal y una forma priónica. Una vez que se pliega en forma priónica puede catalizar el cambio de plegamiento de otras proteínas y convertirlas en priones. Por ejemplo, las levaduras usan priones como forma de memoria. Pueden ayudar al organismo a usar diferentes nutrientes y crecer en nuevos lugares. Esta habilidad persiste durante centenares de generaciones. Un estudio en Arabidopsis encontró cuatro proteínas involucradas en la floración que tenían porciones semejantes a secuencias de priones de la levadura. Fue la primera evidencia de una secuencia proteica similar a un prion en las plantas.

Memoria: el suelo. La herbivoría incentiva la emisión de compuestos volátiles y solubles. Los volátiles se pierden, pero los solubles permanecen en el suelo y se convierten en una memoria. Los compuestos son específicos, pudiendo relacionarse con orugas devoradoras de hojas o insectos que comen raíces. Las futuras plantas que crecen en el mismo lugar pueden recoger aquellas señales del suelo y responder en forma diferente. /// En un trabajo se cultivaron plantas de Hierbabuena (Mentha spicata) en invernadero. Se las expuso a orugas en las hojas y raíces y se encontró que la composición de los hongos en el suelo cambió, dependiendo del tipo de insecto. Luego se cultivaron nuevas plantas en el mismo suelo y se las expuso a los mismos insectos. Los cambios afectaron el crecimiento y la química del nuevo lote de plantas. Por ejemplo, la palatabilidad (cualidad de ser grato al paladar) de las nuevas plantas reflejaba las condiciones de la planta anterior. Esto indica que los exudados de las raíces se convierten en información y memoria para otras plantas.

El caso de Mimosa pudica. Esta planta es originaria de la América tropical y famosa por cerrar sus hojas cuando se la toca. Su sensibilidad es una conducta defensiva,

522. La planta Mimosa pudica tiene la característica de reaccionar ante un toque plegando las hojas. El mecanismo funciona mediante células que cambian la presión interna entre dos extremos: estacionario y estimulado. Hay 3 lugares de plegamiento (3-4-5). Esta planta puede distinguir entre diferentes incentivos y guarda una memoria que evita el plegado inútil.

costosa en energía y con mecanismos de ahorro por habituación. La contracción de las hojas se produce por un cambio brusco en la presión hídrica interna en la base de la hoja (pulvinius). El fenómeno se propaga por vía eléctrica y química en la planta, de forma que basta con perturbar una sola hoja para que reaccione toda la planta. El pliegue de las hojas reduce el área superficial y aparenta estar marchita. /// Un estudio analizó la memoria en ambientes de alta y baja iluminación. Se le arrojaron gotas de agua y la planta dejó de cerrar sus hojas cuando se acostumbró a que no producía daños. El aprendizaje fue más rápido en un entorno menos favorable con poca luz. La planta pudo recordar lo aprendido durante varias semanas, incluso después de que las condiciones ambientales habían cambiado. Los botánicos tradicionales sugieren que los términos correctos a usar son habituación o desensibilización, en lugar de aprendizaje. /// En otro estudio se trabajó con las raíces de mimosa que también reaccionaron al tacto, en este caso liberando un cóctel de compuestos de azufre de muy mal olor. La emisión se produjo mediante sacos similares a pelos situados a lo largo de las raíces que colapsan después de liberar el compuesto. Las plantas de semillero, cultivadas en condiciones estériles, también produjeron el olor sulfúrico, lo que indica que es un producto de las raíces y no de bacterias asociadas. Además, las raíces distinguieron entre diferentes tipos de contacto. Un solo toque con un dedo siempre desencadenó el hedor, pero no respondieron a objetos de vidrio o metal. Se desconoce cómo las raíces hacen esta diferencia. Como este olor no podría estar dirigido a depredadores, se cree que debería actuar para defenderse de las raíces de otras plantas vecinas.

Memoria: la latencia. La propiedad de latencia (letargo) impide la floración o germinación, demorándolas hasta el mejor momento. La latencia implica no germinar con demasiado calor o frío, pero además no germinar cuando las condiciones son favorables por poco tiempo (días cálidos en invierno).

/// Un estudio analizó los datos de latencia en más de 14.000 especies y encontró que la más antigua de las semillas (360 Ma) ya tenía latencia. También se determinó que las plantas sin letargo tienden a ser menos capaces de producir nuevas especies. Esta propiedad es genética y se puede perder en forma rápida, como ocurrió en las plantas domesticadas. Por esta razón, la fecha de siembra es un parámetro importante en la agricultura, la semilla no puede controlar el letargo. Simplemente se hidrata y germina. /// La longevidad de las semillas al aire libre determina el tiempo máximo que una semilla puede estar en latencia antes de perder fertilidad. Se relaciona con la estructura de la semilla y el clima. Las semillas con embriones pequeños de regiones frías y húmedas tienen una vida más corta que las grandes de regiones cálidas y secas. Un estudio de envejecimiento en 63 especies de plantas reveló que las semillas de alta montaña tenían vidas más cortas que las de tierras bajas.

Memoria: la germinación. Los estudios con Arabidopsis muestran que el mismo mecanismo genético que controla la floración también controla la germinación. Los mismos genes de las hojas y las raíces usados para tolerar el estrés ambiental (frío) son usados por las semillas para detener la germinación. Esto argumenta a favor de que las semillas evolucionaron después que las plantas pudieron soportar el estrés ambiental, lo que produjo un cambio en el uso de los genes. Los mismos genes sirven para cosas diferentes. Las semillas tienen una memoria de temperatura que modifica la germinación coordinada con las estaciones. Un ambiente más frío puede indicar un invierno inminente, por lo que la planta produce semillas inactivas que no crecerán hasta la primavera siguiente. Memoria: (ii)… y el olvido. Según J.L. Borges “el olvido es la única venganza y el único perdón”. Sin la necesidad de vengarse o perdonar, las plantas usan el recuerdo y el olvido para aumentar la supervivencia. Si se estudia una semilla se puede “predecir el pasado” y esa información es buena para conocer que va a hacer la planta. Pero en entornos cambiantes, puede ser mejor olvidar. /// Una hierba perenne (Arrhenatherum elatius) parece recordar las sequías y mejorar la producción si se repiten las mismas condiciones. Un estudio de dos sequías consecutivas encontró que la biomasa viva después de una segunda sequía aumentó con respecto a las plantas de control. Incluso después de la cosecha y el rebrote posterior. El contenido relativo de agua en la hoja no cambió, la fotosíntesis neta no se redujo, pero se encontró un incremento en la fotoprotección contra rayos UV. Sin embargo, en condiciones inestables, la ventaja de soportar una sequía podría ser un problema. Un recuerdo sirve como predictor, pero un mal predictor puede ser costoso. /// En un estudio con Pimienta Acuática (Polygonum hydropiper) se encontró que, en caso de sequía, transmite su estrés a las plántulas que se vuelven más pequeñas, con raíces más lentas, aun si la temporada era buena. Después de un estrés hay una “fase de recuperación” donde la planta puede consolidar la respuesta o restablecerse a su estado anterior. Para formar un recuerdo epigenético se debe intervenir en el ADN. Pero esta memoria tiene que lidiar con el proceso de “decaimiento del ARN” que regula la cantidad de proteínas producidas, evitando así la formación de memoria. Si las temporadas buenas y malas se alternan, sería preferible olvidar a guardar recuerdos inservibles.