Valencià:
Investigadors de la Universitat Jaume I (UJI), en col·laboració amb les nord-americanes de Texas del Nord i Califòrnia, han descobert que les fulles de les plantes disposen de mecanismes per a comunicar-se entre si i reaccionar en cadena a qualsevol canvi de condició ambiental. Les conclusions d’aquest treball, on ha participat el catedràtic de Producció Vegetal de l’UJI Aurelio Gómez Cadenas, s’han publicat en la revista Science Signaling.
«El nostre treball demostra que les fulles d’una planta són capaces de parlar entre si, saber com es troben en cada moment i percebre com la resta de fulles està sentint», assevera Gómez Cadenas. Les situacions adverses patides per una part de la planta, però no per la resta del vegetal –com ara una forta radiació o un ataca d’alguna plaga o patogen– es transmeten a través de la canòpia per a coordinar la resposta de la planta. En conseqüència, «demostrem que l’exposició d’una fulla a una forta il·luminació genera el tancament de porus, anomenats estomes, en tota la planta a fi d’evitar una possible deshidratació», afirma Gómez Cadenas, qui destaca que aquest comportament no s’havia demostrat i «podria ser similar al llenguatge dels animals o les persones», afegeix.
La planta model utilitzada per a fer aquesta investigació va ser Arabidopsis thaliana. Els investigadors van aplicar estrès lumínic a una sola fulla i van comprovar que la resta presentava el mateix comportament davant el canvi de condicions ambientals. Aurelio Gómez Cadenas i la investigadora Sara I. Zandalinas, coautora d’aquest treball –qui va defensar la seua tesi doctoral a l’UJI fa un any i actualment continua la seua recerca a la Universitat de Texas del Nord– apunten que l’increment de llum localitzat en una sola fulla «desencadena una ona de senyalització química en forma de cascada a la resta de fulles de la planta». En concret, en la propagació d’aquesta ona participen senyals de calci, d’espècies reactives d’oxigen i elèctriques, de manera que tota la planta reacciona a l’estrès lumínic induït com si tota ella haguera rebut la mateixa quantitat de llum».
L’impacte científic d’aquesta descoberta és molt elevat, en opinió de Gómez Cadenas, ja que «estableix les bases per a dissenyar noves estratègies agronòmiques que augmenten la tolerància dels cultius a les condicions d’estrès abiòtic». A més a més, aquests resultats es poden materialitzar en programes de millora genètica i operacions de conreu que «facen possible que les espècies d’interès agronòmic puguen produir de forma més eficient i sostenible en l’escenari de canvi climàtic en què ens trobem».
PRESERVACIÓ D’ECOSISTEMES DAVANT L’ESCALFAMENT GLOBAL
Els resultats d’aquest treball publicat en Science Signaling també serviran per a futurs treballs centrats en espècies els ecosistemes de les quals ja es veuen greument afectats per condicions ambientals extremes, sovint, vinculades a l’escalfament global. En definitiva, «les nostres conclusions serviran per a descobrir la manera en què els vegetals coordinen les seues respostes davant els estressos combinats –per exemple, elevades temperatures i sequera actuant simultàniament– i ajudar a configurar actuacions ambientals per tal de pal·liar els efectes del canvi climàtic en ecosistemes d’alt valor ecològic».
Aurelio Gómez Cadenas és catedràtic del Departament de Ciències Agràries i del Medi Natural de la Universitat Jaume I, on dirigeix un grup de recerca multidisciplinària que aborda distints aspectes de la bioquímica i biologia molecular d'espècies vegetals i animals sotmeses a condicions adverses. També investiga en la repercussió del canvi climàtic sobre l'agricultura i en la connexió evolutiva entre regnes biològics.
"Coordinating the overall stomatal response of plants: rapid leaf-to-leaf communication during light stress," by A.R. Devireddy; R. Mittler at University of North Texas in Denton, TX; S.I. Zandalinas; A. Gómez-Cadenas at Universitat Jaume I in Castello de la Plana, Spain; E. Blumwald at University of California, Davis in Davis, CA. Science Sginaling, 2018 Feb 20;11(518). doi: 10.1126/scisignal.aam9514.

Español:
Investigadores de la Universitat Jaume I (UJI), en colaboración con las norteamericanas de Texas del Norte y California, han descubierto que las hojas de las plantas disponen de mecanismos para comunicarse entre sí y reaccionar en cadena a cualquier cambio de condición ambiental. Las conclusiones de este trabajo, donde ha participado el catedrático de Producción Vegetal de la UJI Aurelio Gómez Cadenas, se han publicado en la revista Science Signaling.
«Nuestro trabajo demuestra que las hojas de una planta son capaces de hablar entre sí, saber cómo se encuentran en cada momento y percibir cómo el resto de hojas está sintiendo», asevera Gómez Cadenas. Las situaciones adversas sufridas por una parte de la planta, pero no por el resto del vegetal –como por ejemplo una fuerte radiación o un ataque de alguna plaga o patógeno– se transmiten a través de la canopia para coordinar la respuesta de la planta. En consecuencia, «demostramos que la exposición de una hoja a una fuerte iluminación genera el cierre de poros, llamados estomas, en toda la planta con objeto de evitar una posible deshidratación», afirma Gómez Cadenas, quien destaca que este comportamiento no se había demostrado y «podría ser similar al lenguaje de los animales o las personas», añade.
La planta modelo utilizada para hacer esta investigación fue Arabidopsis thaliana. Los investigadores aplicaron estrés lumínico a una sola hoja y comprobaron que el resto presentaba el mismo comportamiento ante el cambio de condiciones ambientales. Aurelio Gómez Cadenas y la investigadora Sara I. Zandalinas, coautora de este trabajo –quien defendió su tesis doctoral en la UJI hace un año y actualmente continúa su investigación en la Universidad de Texas del Norte– apuntan que el incremento de luz localizado en una sola hoja «desencadena una ola de señalización química en forma de cascada al resto de hojas de la planta». En concreto, en la propagación de esta ola participan señales de calcio, de especies reactivas de oxígeno y eléctricas, de forma que toda la planta reacciona al estrés lumínico inducido como si toda ella hubiera recibido la misma cantidad de luz.
El impacto científico de este descubrimiento es muy elevado, en opinión de Gómez Cadenas, puesto que «establece las bases para diseñar nuevas estrategias agronómicas que aumentan la tolerancia de los cultivos a las condiciones de estrés abiótico». Además, estos resultados se pueden materializar en programas de mejora genética y operaciones de cultivo que «hagan posible que las especies de interés agronómico puedan producir de forma más eficiente y sostenible en el escenario de cambio climático en que nos encontramos».
PRESERVACIÓN DE ECOSISTEMAS ANTE EL CALENTAMIENTO GLOBAL
Los resultados de este trabajo publicado en Science Signaling también servirán para futuros trabajos centrados en especies cuyos ecosistemas ya se ven gravemente afectados por condiciones ambientales extremas, a menudo vinculadas al calentamiento global. En definitiva, «nuestras conclusiones servirán para descubrir la manera en que los vegetales coordinan sus respuestas ante los estreses combinados –por ejemplo, elevadas temperaturas y sequía actuando simultáneamente– y ayudar a configurar actuaciones ambientales para paliar los efectos del cambio climático en ecosistemas de alto valor ecológico».
Aurelio Gómez Cadenas es catedrático del Departamento de Ciencias Agrarias y del Medio Natural de la Universitat Jaume I, donde dirige un grupo de investigación multidisciplinaria que aborda distintos aspectos de la bioquímica y biología molecular de especies vegetales y animales sometidas a condiciones adversas. También investiga en la repercusión del cambio climático sobre la agricultura y en la conexión evolutiva entre reinos biológicos.
"Coordinating the overall stomatal response of plants: rapid leaf-to-leaf communication during light stress," by A.R. Devireddy; R. Mittler at University of North Texas in Denton, TX; S.I. Zandalinas; A. Gómez-Cadenas at Universitat Jaume I in Castello de la Plana, Spain; E. Blumwald at University of California, Davis in Davis, CA. Science Sginaling, 2018 Feb 20;11(518). doi: 10.1126/scisignal.aam9514.