Una investigació revela que les plantes que eviten l’ombra i prefereixen espais oberts, com la majoria de cultius, s’anticipen a la falta de llum i modifiquen el seu creixement per a aclimatar-se i prosperar
Després de detectar la proximitat de vegetació, algunes plantes, entre les quals es troba la majoria dels cultius que mengem, són capaços d’anticipar-se a condicions d’ombra en el seu entorn i modificar la seua estructura i creixement per a prosperar amb menys llum. Ho ha comprovat un grup d’investigació de l’Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP), centre mixt del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Politècnica de València, en col·laboració amb el Centre d’Investigació en Agrigenòmica (CRAG) de Barcelona. Els investigadors van observar que la caiguda en els nivells de pigments fotosintètics de les plantes és part d’un mecanisme que els permet adaptar-se per a viure amb menys llum, anticipant-se així a un possible futur en l’ombra. Els resultats es publiquen en la revista Plant Physiology.
Les plantes usen la llum del sol per a transformar el diòxid de carboni atmosfèric en aliment mitjançant la fotosíntesi. Així, sovint unes plantes competeixen amb altres per l’accés a aquesta vital font d’energia. En boscos o en camps de cultiu amb alta densitat de sembra és freqüent que algunes plantes ombregen a unes altres, restringint la quantitat de llum que arriba fins elles. Atés que menys llum implica menys energia, l’evolució ha dotat a les plantes de mecanismes per a detectar la proximitat d’altres plantes potencials competidores per la llum abans fins i tot que els facen ombra, i respondre adequadament.
Per a realitzar la fotosíntesi, les plantes absorbeixen regions concretes de l’espectre electromagnètic, el blau i el roig, i deixen passar o reflecteixen el roig-llunyà. Per tant, quan la llum del sol es filtra per les fulles s’empobreix en blava i roig (que s’absorbeix i utilitza per a la fotosíntesi) i s’enriqueix en roig-llunyà. Aquests canvis en la qualitat de la llum són el senyal que altres plantes reconeixen com generada per la proximitat de plantes veïnes (i per tant de competició per recursos) i utilitzen per a desencadenar una sèrie de respostes conegudes com la ‘síndrome de fugida de l’ombra’ (SAS, de les seues sigles en anglés).
Anticipar-se a un futur en l’ombra
La resposta més estudiada a aquesta síndrome és l’allargament de la tija de la planta, que li permet créixer més que les plantes veïnes i arribar abans a la llum. El SAS també causa una disminució en els nivells de clorofil·les i altres pigments originats en la fotosíntesi, però fins ara es desconeixia com era la raó d’aquesta resposta. Ara, un equip de l’Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP) de València i del Centre d’Investigació en Agrigenòmica (CRAG) de Barcelona ha descobert que la caiguda en els nivells de pigments fotosintètics és part d’un mecanisme que adapta la maquinària fotosintètica per a funcionar amb menys llum, anticipant-se d’aquesta manera a un possible futur en l’ombra.
Els equips liderats pels investigadors del CSIC a l’IBMCP Jaume Martínez García i Manuel Rodríguez Concepción van estudiar la resposta a canvis en la qualitat i la quantitat de llum de diferents espècies de les Brasicàcies, família que inclou importants cultius com a col, coliflor, bròcoli, colza, rave o mostassa. Així, van classificar les espècies en dos grups: les que eviten l’ombra i les que la toleren. Les primeres van créixer millor en intensitats altes de llum i es van allargar molt en percebre el senyal de proximitat vegetal. Les tolerants a ombra, no obstant això, quasi no es van allargar amb aquest senyal i estaven més ben adaptades a viure amb poca llum.
Optimitzar el creixement de manera sostenible
A més, van observar que, quan les espècies que eviten l’ombra s’exposaven al senyal que informava de la proximitat de vegetació i després creixien amb menys llum, la seua eficiència fotosintètica era millor que la de plantes que no s’havien exposat prèviament a aquest senyal. “Observem que això era degut no sols a una baixada en els nivells de pigments fotosintètics, sinó també a canvis en l’expressió de gens i estructures dels cloroplasts relacionats amb la fotosíntesi”, explica Manuel Rodríguez. A més, els investigadors van comprovar que plantes ‘mutants’, incapaces de traduir el senyal de proximitat d’altres plantes, i les espècies tolerants a ombra no van mostrar aquesta resposta adaptativa.
La majoria dels cultius que ens alimenten són espècies de plantes a les quals els agrada el sol i eviten l’ombra, per la qual cosa conéixer com responen als senyals de proximitat ofereix una informació molt valuosa per a optimitzar el seu creixement de manera sostenible. Per a Jaume Martínez, “l’exposició a llums que simulen el senyal de proximitat podria millorar el rendiment de cultius d’hivernacle en créixer-los amb menor quantitat de llum, la qual cosa estalviaria costos d’electricitat”.
Referència:
Morelli, L., Paulisic, S., Qin, W., Iglesias-Sanchez, A., Roig-Villanova, I., Florez-Sarasa, I., Rodriguez-Concepción, M., Martínez-García, J.F. Light signals generated by vegetation shade facilitate acclimation to low light in shade-avoider plants. Plant Physiology 2021. DOI: https://doi.org/10.1093/plphys/kiab206
Els investigadors de l’IBMCP han observat que la caiguda en els nivells de pigments fotosintètics de les plantes és part d’un mecanisme que adapta la maquinària fotosintètica per a funcionar amb menys llum, anticipant-se així a un possible futur en l’ombra. Crèdits: Manuel Rodríguez.
Material de descàrrega
Imatge (jpeg)
Nota de premsa (pdf)