Científicos descubren los 'músculos' ocultos que permiten a los árboles enderezarse

Los árboles poseen una sorprendente capacidad para detectar su propia forma y ajustar su crecimiento para mantenerse erguidos. Esta habilidad, conocida como propriocepción, se creía exclusiva de los animales. Sin embargo, en 2012, investigadores de INRAE demostraron que las plantas también poseen esta capacidad.

La propriocepción permite a las plantas monitorear su postura y realizar ajustes que les ayudan a crecer lo más rectas posible. A pesar de que se había establecido que los árboles podían detectar su propia forma, los procesos biológicos responsables de convertir esa información en movimiento físico seguían siendo un misterio.

Cómo se aisló el sentido oculto de los árboles

Las plantas utilizan diferentes tipos de información para guiar su crecimiento. Responden a la gravedad, detectan la dirección de la luz solar y monitorean la forma y posición de sus propios tallos. Para entender cómo funciona este sentido interno de manera independiente, los investigadores eliminaron las señales direccionales proporcionadas por la gravedad y la luz.

Desarrollaron un sistema experimental inusual diseñado para aislar la propriocepción. Jóvenes árboles fueron colocados en una plataforma horizontal que rotaba alrededor de su eje dentro de una esfera iluminada de manera uniforme desde todas las direcciones. La plataforma rotativa impedía que los árboles recibieran una señal direccional constante de la gravedad, mientras que la luz circundante eliminaba las pistas sobre la dirección en la que debían crecer.

Esta disposición permitió a los investigadores investigar cómo los árboles responden a su propia forma sin depender de las señales ambientales habituales que influyen en su crecimiento.

La madera similar a músculos que ayuda a los árboles a enderezarse

El experimento comenzó con jóvenes árboles de álamo posicionados horizontalmente. A medida que crecían, sus tallos se curvaban gradualmente hacia arriba, llevando sus puntas de regreso a una posición vertical.

Esta respuesta depende de un tipo de madera especializada llamada madera de tensión. A diferencia de la madera ordinaria, la madera de tensión puede generar fuerzas de tracción a medida que se desarrolla. Cuando se forma en el lado superior de un tallo, actúa de manera similar a un músculo que se contrae, tirando del tallo hacia arriba y causando que se doble.

Después de aproximadamente diez días, una vez que los árboles habían desarrollado una curva notable, los investigadores los movieron al aparato experimental. A lo largo de las semanas siguientes, ocurrió algo sorprendente. En lugar de mantener sus formas curvadas, los tallos se enderezaron lentamente hasta casi quedar rectos nuevamente.

Para determinar qué causó este cambio, el equipo examinó la estructura de la madera que se desarrolló durante el proceso de enderezamiento.

Descubrieron que la madera de tensión original, que se había formado en el lado superior de los tallos y los había tirado hacia arriba, dejó de desarrollarse una vez que se activó el sistema experimental. Al mismo tiempo, comenzó a formarse madera de tensión idéntica en el lado opuesto.

Esta nueva madera parecía actuar como un músculo opuesto, produciendo una fuerza de tracción en la otra dirección. A medida que las fuerzas trabajaban en direcciones opuestas, los tallos curvados regresaron gradualmente a una forma recta.

La producción de madera de tensión implica una secuencia compleja de eventos biológicos controlados a nivel celular. Los hallazgos indican que el sentido interno de un árbol sobre su propia forma ayuda a regular este proceso, determinando dónde se desarrolla la madera de tensión para corregir su postura.

Un descubrimiento sorprendente sobre cómo los árboles controlan su forma

Anteriormente, se creía que la madera de tensión solo se formaba en el lado superior de los tallos, donde ayudaba a levantarlos. Esto es particularmente notable cerca de las bases de los árboles que crecen en laderas montañosas, donde los troncos a menudo necesitan curvarse para mantener una posición erguida.

La nueva investigación revela que la madera de tensión tiene un papel más versátil. Puede desarrollarse en lados opuestos de un tallo y generar fuerzas en diferentes direcciones, funcionando de manera similar a los grupos musculares opuestos que utilizan los animales para mantener la postura y controlar el movimiento.

Este descubrimiento sugiere que los árboles poseen un sistema sofisticado para coordinar su crecimiento. Combinan información sobre su entorno (como la luz y la gravedad) con una conciencia interna de su propia forma. Al procesar estas señales, pueden regular dónde se desarrolla la madera de tensión y ajustar su postura en consecuencia.

Por qué este descubrimiento es importante para los bosques y la agricultura

La capacidad de detectar y corregir su propia forma es especialmente importante cuando los árboles enfrentan perturbaciones ambientales. Tormentas poderosas, deslizamientos de tierra y otros eventos extremos pueden doblar o desplazar los árboles, haciendo que la capacidad de recuperar una postura adecuada sea esencial para su resiliencia.

Entender este mecanismo podría volverse cada vez más valioso a medida que el cambio climático expone a los bosques a condiciones más extremas.

Los hallazgos también tienen implicaciones prácticas para la silvicultura y la agricultura. Al identificar plantas con una propriocepción particularmente efectiva, los científicos podrían seleccionar variedades que crezcan más rectas, mantengan mejor la postura y produzcan madera de mayor calidad.

En agricultura, el mismo conocimiento podría ayudar a los investigadores a desarrollar cultivos de cereales que sean menos propensos a caerse antes de la cosecha. Este problema, conocido como caídas, puede causar pérdidas significativas de rendimiento cuando los cultivos colapsan al final de la temporada de crecimiento.

El descubrimiento también podría mejorar la calidad de la madera. La formación de madera de tensión mal coordinada puede crear tensiones internas excesivas en los árboles, lo que podría afectar las propiedades de la madera que producen.

Bruno Moulia, director de investigación de INRAE, explicó: "Lo que hemos descubierto es un verdadero bucle sensorimotor que opera en las partes leñosas de los árboles. Una mala coordinación en la activación sucesiva de la madera de tensión resulta en tensiones internas excesivas, lo que puede afectar la calidad de la madera. Estos hallazgos, por lo tanto, remodelan la investigación más aplicada destinada a mejorar la calidad de la madera... y a obtener árboles que sean lo más rectos y relajados posible, ¡cualquiera sea lo que la vida les depare!"

La investigación también destaca la importancia de combinar la experiencia de diferentes campos científicos para comprender las complejas formas en que las plantas interactúan con su entorno.

Félix Hartman, ingeniero de investigación de INRAE, enfatizó el esfuerzo colaborativo detrás del descubrimiento: "Revelar las notables capacidades de los árboles requiere una gran dosis de ingenio. En este proyecto, lo logramos al reunir investigadores de diferentes disciplinas, con habilidades y perspectivas complementarias. Esto requiere tiempo y perseverancia, pero estos descubrimientos interdisciplinarios demuestran que el esfuerzo vale la pena."