Las plantas se comportan como animales en situaciones de estrés

Una investigación de la Universidad de Adelaida (Australia) ha demostrado por primera vez que, a pesar de no tener un sistema nervioso, las plantas utilizan señales que normalmente se asocian con animales estresados.

En el estudio, publicado en la revista Nature Communications, los investigadores del Centro de Excelencia en Biología de Energía de Plantas del Consejo Australiano de Investigación informan de cómo las plantas responden a su entorno con una combinación de respuestas químicas y eléctricas similar a la de los animales, pero a través de maquinaria específica de las plantas.

"Hemos sabido durante mucho tiempo que el neurotransmisor animal GABA (ácido gamma-aminobutírico) es producido por las plantas bajo estrés, por ejemplo cuando se encuentran con sequía, salinidad, virus, suelos ácidos o temperaturas extremas", dice el autor Mateo Gilliham, de la Escuela de Agricultura, Alimentación y Vino de la Universidad, en la nota de prensa de ésta.

"Pero no se sabía si GABA era una señal en las plantas. Hemos descubierto que las plantas producen GABA de una manera similar a los animales, lo que da como resultado señales eléctricas que finalmente regulan el crecimiento de las plantas cuando están expuestas a un ambiente estresante ".

Posibilidades

Al identificar cómo responden las plantas a GABA, los investigadores creen que han abierto muchas nuevas posibilidades para modificar cómo responden al estrés las plantas.
 
"Las grandes tensiones a las que se enfrentan los cultivos agrícolas, como patógenos y malas condiciones ambientales, representan la mayoría de las pérdidas de rendimiento en todo el planeta -y en consecuencia la escasez de alimentos", dice el co-autor principal Stephen Tyerman.

"Al identificar cómo utilizan las plantas a GABA como señal de estrés tenemos una nueva herramienta para ayudar en el esfuerzo global por criar cultivos más resistentes al estrés para combatir la inseguridad alimentaria."

A pesar de tener una función similar, las proteínas que unen GABA y sus homólogas de mamíferos solamente se parecen entre sí en la región donde interactúan con el neurotransmisor: el resto de la proteína es muy diferente.

"Esto plantea preguntas muy interesantes sobre por qué GABA ha sido contratado como mensajero en ambos reinos, vegetal y animal", dice la co-autora Sunita Ramesh. "Parece probable que haya evolucionado en los dos reinos por separado."

Los investigadores dicen que estos hallazgos podrían explicar por qué determinados medicamentos derivados de plantas utilizados como sedantes y antiepilépticos funcionan en los seres humanos. Estos fármacos son capaces de interactuar con las proteínas en el sistema de señalización de GABA en las plantas y los animales, lo que sugiere que los futuros trabajos sobre agentes de señalización GABA en las planta también beneficiarán al campo de la medicina.

En el trabajo también participan investigadores de CSIRO Canberra, la Universidad de Tasmania, el Instituto Gulbenkian de Portugal y la Universidad de Maryland (EE.UU.).

Referencia bibliográfica:

Sunita A. Ramesh, Stephen D. Tyerman, Bo Xu, Jayakumar Bose, Satwinder Kaur, Vanessa Conn, Patricia Domingos, Sana Ullah, Stefanie Wege, Sergey Shabala, José A. Feijó, Peter R. Ryan, Matthew Gillham: GABA signalling modulates plant growth by directly regulating the activity of plant-specific anion transporters. Nature Communications (2015). DOI: 10.1038/ncomms8879