Israel Benítez-García
Profesor del programa académico Ingeniería en Biotecnología y
Coordinador de la Maestría en Ciencias Aplicadas de la Universidad Politécnica de Sinaloa. Mazatlán, Sinaloa.
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Liliana León-López
Profesora e investigadora de la Facultad de Ciencias Químico Biológicas,
Universidad Autónoma de Sinaloa. Culiacán Rosales, Sinaloa.
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Imagina que eres una planta y que estás en el bosque, o en la selva, o en el desierto, donde prefieras. Piensa cómo te enterarías de lo que sucede a tu alrededor, cómo saber si se acerca una abeja o bien, si hay agua corriendo cerca de ti. Seguramente en tu mente imaginaste una planta con orejas escuchando el zumbido de la abeja o el correr del agua, pero esto no es posible, ya que las plantas para nosotros son objetos que solo saben hacer fotosíntesis y verse bonitas o imponentes, más como ornato para el paisaje o nuestro jardín con los que no interactuamos e ignoramos. Pero, ¿sabías que nos escuchan todo el tiempo?

Es desconcertante pensar que las plantas nos escuchan, puesto que no tienen un sistema auditivo como nosotros y los demás animales, pero sí presentan diversos mecanismos para percibir el sonido o, mejor dicho, las vibraciones de este. Algunas veces, vemos a la señora de las plantas (en el mayor de los casos nuestras mamás) hablando con ellas para que se pongan más bonitas. ¿Realmente las plantas responden a las palabras de amor de nuestras madres y a otros sonidos? Quizás sí, ya que el amor lo puede todo. No obstante, hablando con ciencia, cuando nos referimos a una planta que escucha, es porque puede reaccionar al sonido emitido por la voz de mamá o de las abejas, incluso del ruido que hace el río.

Las plantas comparten varias similitudes con nosotros, en cuanto a la respuesta ante un estímulo. Por ejemplo, dentro de nuestro oído contamos con receptores mecanosensibles (pequeñas antenas que reciben la señal del sonido) que responden a vibraciones, mientras que las plantas cuentan con mecanorreceptores similares al de nuestro oído, pero en la raíz, en los tallos y en las hojas. Seguro te estás preguntando si estos mecanorreceptores en las plantas también responden a la vibración sonora como lo hacen nuestros oídos, es decir, ¿estarán oyendo?, ¿les gustará la música?

Antes que tú, Charles Darwin ya se había cuestionado si las plantas escuchaban. Él, además de escribir el libro El origen de las especies, fue un gran científico que estudió cómo las plantas respondían al medio que las rodea. Para ello, analizó el efecto de la luz en el movimiento de las plantas con un sencillo experimento en donde cubrió con una capucha transparente el ápice del tallo de la avena expuesta a la luz, notando que esta se inclinaba hacia la luz, mientras aquellas que tenían una capucha negra no lo hacían, concluyendo que las plantas responden a la luz y que está controlada por el ápice de la planta. A este efecto, hoy en día, le llamamos fototropismo. Entre los experimentos de Darwin existe el estudio del sonido en el movimiento de las plantas. Él comprobó si las plantas respondían o no al sonido del Fagot (instrumento de viento) y, para su sorpresa, las plantas no bailaron a su son.

Seguramente estás sorprendido de que las plantas pueden moverse con la luz, pero te sorprenderás más al saber que las plantas sí responden al sonido, ¡pero esperen!, ¿entonces las plantas no son sordas? A principios de los 70 se realizó un experimento en donde se sometieron plantas a dos tipos de música: Rock (Led Zeppelin) y música menos ruidosa (música de Jimi Hendrix), observando que las plantas prefirieron a Jimi Hendrix. Por otro lado, se realizó otro experimento en donde se sometieron a plantas de maíz, también a Rock y a música instrumental, encontrando que las plantas crecieron mejor con respecto a las que no fueron sometidas a música, lo que demostró que las plantas sí reaccionan a las vibraciones sonoras.

Genes auditivos en las plantas

Los avances de la genómica permitieron secuenciar el genoma de Arabidopsis thaliana, la planta más usada como modelo de experimentación en los laboratorios de ciencias, descubriendo 25 000 genes, entre ellos, aquellos relacionados con enfermedades humanas. Por ejemplo, genes involucrados en el cáncer de mama (gen brca1 y brca2), pero también genes involucrados en la sordera hereditaria. Estos genes, cuando no funcionan (mutan), generan enfermedades como el cáncer o la sordera.

La sordera hereditaria se relaciona con la miosina (proteína responsable de la contracción muscular, movimiento y división celular). Por ejemplo, el gen MYH14 cuando muta, es decir, cuando cambia parte de su secuencia de ADN, afecta la miosina no muscular tipo II que afecta la estructura de la célula en ratones sordos. La mutación de este gen afecta la cóclea, estructura en forma de caracol en el oído interno, responsable de la audición y que convierte las vibraciones sonoras en señales eléctricas, las cuales se envían al cerebro para su interpretación. Esto impide la formación de pelos en el oído interno, por lo tanto, el ratón no reacciona a las vibraciones del sonido, pero ¿Qué pasa en las plantas?

Ellas no tienen oído interno; sin embargo, la mutación del gen de la miosina no genera pelos radiculares en la raíz, ni pelos (tricomas) en tallos y hojas, es decir, ¿las vuelve sordas? La respuesta la encontraron científicos de la Universidad de Missouri, quienes probaron si las plantas podían responder a la grabación del ruido de las mandíbulas de una oruga comiendo hojas y, sorprendentemente, observaron que las plantas respondieron a la vibración del sonido, generando altos niveles de glucosinolatos y antocianinas, tóxicos para las orugas y que se producen cuando estas atacan a las plantas, mientras que las plantas que no se sometieron al sonido no produjeron tales compuestos químicos para defenderse.

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Las ondas sonoras y su efecto en las células vegetales

Durante la evolución de las plantas, su adaptación al sonido les ha permitido reconocer el sonido de polinizadores, evitando generar sustancias tóxicas que pudiera dañar a las abejas, en comparación al reconocimiento de insectos nocivos como las orugas, incluso evolucionaron para reconocer sonidos ecológicos, una señal sonora propagada por el aire, por ejemplo, el sonido del agua corriendo.

El neurobiólogo, el Dr. Stefano Mancuso, e investigadores de la Universidad de Florencia, Italia, descubrieron que las plantas reaccionan a vibraciones de baja frecuencia (200 Hertz), observando que las raíces de Arabidopsis thaliana se movían hacia las ondas sonoras, no así las raíces de plantas que se mantenían en silencio. A este movimiento le llamaron fonotropismo (crecimiento de las plantas hacia el sonido). Pero, ¿cuál es el mecanismo fisiológico que conecta con las ondas sonoras y el crecimiento? Recordemos que las plantas, al igual que nosotros, contienen mecanorreceptores, los cuales se encargan de generar cambios en la concentración de los reguladores de crecimiento vegetal como las auxinas, responsables del crecimiento vegetal y de concentraciones de iones como calcio y potasio por medio de cambios osmóticos responsables del crecimiento y movimiento de las plantas.

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Fonotropismo

Un tropismo es un fenómeno biológico que se produce cuando una planta crece o cambia de dirección mediante un estímulo. En la respuesta al tropismo se manifiestan genes en las células vegetales, permitiendo la presencia de proteínas únicas que actúan como receptores específicos para un determinado estímulo. En la actualidad, los científicos pueden identificar esos genes que expresan proteínas que responden a diferentes estímulos como las ondas sonoras, gracias a un método llamado secuenciación.

De esta manera, se han identificado genes que responden a ondas sonoras en longitudes de 10 hasta 500 Hertz, pudiendo encontrar genes que responden a niveles bajos de ondas sonoras hasta los más altos, pudiendo agrupar genes que responden a distintos niveles de sonidos y relacionarlos con los de insectos depredadores, herbívoros y con la ubicación de recursos naturales como el agua, el sonido de polinizadores e incluso a la voz de mamá. Esto es importante desde el punto de vista ecológico para las plantas, ya que les confiere una ventaja evolutiva. Estos estudios podrían responder por qué en la ciudad los árboles llegan hasta las tuberías del agua y/o drenaje, quizá se deba a que escuchan el sonido del agua.

Finalmente, podrás darte cuenta de que las plantas no están sordas, entendiendo este concepto como el tener la capacidad de percibir vibraciones a las que pueden responder por medio de un sistema de mecanosensibilidad que les permite comunicarse con el entorno. Los estudios siguen encaminados en confirmar que las plantas tienen estos diversos mecanismos y en cómo responden a lo que «escuchan».

Si te gusta el Rock, seguro que a tus plantas también les encanta.

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Appel H.M. y Cocroft R.B. (2014). Plants respond to leaf vibrations caused by insect herbivore chewing. Oecologia, 175(4), 1257-1266. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24985883/

Henríquez M.A., Ramos M.A., Da Silva A., Siu E., Elcoro S. y Acosta Y. (2010). Efecto de la aplicación de dos tipos de música en el desarrollo de plantas de maíz (Zea mays L.). Multiciencias, (10), 28-35. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=90430360006

González V. y Valdemoros D. (2006). Los gustos musicales de las plantas afectan su normal desarrollo. Demoliendo Papers, 61-67. https://www.rincondepaco.com.mx/rincon/Inicio/Seminario/Documentos/Papers/Papers_5.pdf