Hallazgo científico argentino: descubrieron cómo las plantas «hackean» su sistema hormonal para crecer raíces más largas ante el calor

SAN CARLOS DE BARILOCHE.- Científicos argentinos participaron en un descubrimiento que podría revolucionar el rendimiento de los cultivos frente al calentamiento global. El estudio revela que las plantas, ante temperaturas elevadas, aumentan el crecimiento de sus raíces «hackeando» su propio sistema hormonal para acceder a la humedad del suelo.

La investigación fue llevada adelante por expertos de la Fundación Instituto Leloir y la Facultad de Agronomía de la Universidad de Buenos Aires (Fauba), en colaboración con investigadores del Instituto Salk y la Universidad de Duke, en Estados Unidos. El hallazgo principal indica que, al percibir un aumento de la temperatura ambiente, las plantas producen en exceso una hormona que les permite extender la longitud de sus raíces, reconfigurando su sistema interno de señalización.

La auxina y un crecimiento inesperado

El ingeniero agrónomo Jorge Casal, jefe del Laboratorio de Fisiología Molecular de Plantas de la Fundación Instituto Leloir y del Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (Fauba-Conicet), explicó la paradoja central del descubrimiento.

Sabíamos que, cuando se agrega auxina, la raíz crece menos. Sin embargo, en nuestro estudio comprobamos que la temperatura aumenta el nivel de auxina pero, en vez de inhibir el crecimiento de la raíz y de sus células, lo promueve.

Para lograr que la misma hormona que usualmente limita el crecimiento de las raíces ahora lo estimule, las plantas recurren a un comportamiento inesperado: «reacomodan» los componentes de señalización de la auxina cuando sube la temperatura. Este mecanismo resulta fundamental para pensar en la generación de plantas con raíces más largas en el laboratorio, mejorando así su capacidad para encontrar agua y tolerar las sequías, cada vez más frecuentes debido al cambio climático.

Proteínas clave en el núcleo celular

Matías Ezequiel Pereyra, becario posdoctoral del Conicet y coautor principal de la investigación en Argentina, detalló que, frente al calor, las proteínas o «factores de transcripción» ARF7 y ARF19 «se mueven del citoplasma al núcleo de la célula para regular la expresión de genes que promueven el crecimiento celular, algo que se desconocía».

Su colega Belén Borniego añadió que, en simultáneo, se bloquean otras reacciones moleculares, lo que genera una respuesta distinta a la que se observa a temperaturas más bajas. El estudio se realizó sobre Arabidopsis thaliana, una planta modelo en biología vegetal.

El grupo estadounidense, dirigido por Lucía Strader y encabezado por Edward Wilkinson y Katelyn Sageman-Furnas, de la Universidad de Duke y el Instituto Salk, respectivamente, complementó la investigación demostrando que con altas temperaturas hay una mayor estabilidad de las proteínas ARF7 y ARF19, lo que potencia la respuesta de la planta al calor.

Desde hace mucho tiempo se sabe que las plantas crecen a ritmos diferentes a temperaturas diferentes. Ahora hemos descubierto esta proteína que puede detectar directamente la temperatura y, en consecuencia, ajustar el crecimiento de las raíces, lo que supone un gran paso hacia la comprensión de cómo las plantas integran las señales ambientales en la vida.

La auxina, como señaló Strader, es una hormona vegetal fundamental que controla la división y expansión celular, orquestando numerosos eventos de desarrollo y respuestas ambientales.

Implicancias para la agricultura del futuro

El calentamiento global provoca un aumento de la temperatura de las hojas y del suelo, lo que lleva a una mayor pérdida de agua por transpiración y evaporación. En este escenario, el acceso al agua y a los nutrientes se vuelve crítico, y el crecimiento de las raíces es esencial. El tipo de resistencia descubierto por los expertos podría ser clave para proteger la productividad de los cultivos en condiciones adversas.

Los mecanismos de la respuesta adaptativa que permite a las raíces de las plantas crecer más en ambientes cálidos eran poco conocidos hasta ahora. Por ello, los científicos consideran que estos nuevos hallazgos, publicados en la prestigiosa revista Nature Communications, podrían contribuir significativamente a la mejora genética de cultivos, ofreciendo una herramienta vital para la seguridad alimentaria global.