Las plantas «gritan» cuando están estresadas, sugiere un nuevo estudio 

Investigadores israelíes han descubierto que las plantas producen sonidos en situaciones desfavorables.

Las plantas "gritan" cuando están estresadas, sugiere un nuevo estudio 
Un montaje experimental con un cactus. Créditos: Lilach Hadany.

Al igual que un ser humano grita de dolor trás un golpe, las plantas pueden emitir «quejidos» cuando se les corta una parte de su anatomía, se infectan con algún virus o se exponen a la sequía, indica un nuevo estudio publicado en la revista Cell

Para sus conclusiones, un equipo de biólogos de la Universidad de Tel-Aviv en Israel colocaron micrófonos capaces de oír sonidos inaudibles para nosotros cerca de dos especies de plantas, mientras eran expuestas a diversas condiciones. 

Según los resultados, las plantas emiten pequeños chasquidos y cada sonido sería distinto del otro, dependiendo del estrés y la especie. Cómo si cada «grito» se tratara de una frase diferente, en un idioma específico de un grupo. 

El mecanismo detrás de esas «voces» parece estar en las burbujas que se forman en las raíces o en el tallo que al explotar se traducen en sonidos.

Los autores sugieren que algunos animales, al igual que otras plantas, serían capaces de oír esos «lamentos» y reaccionar a ellas. Por lo tanto, el estudio podría tener implicaciones en la agricultura y la ecología. 

«Nuestros resultados demuestran que las plantas emiten sonidos aéreos e informativos (indican una condición) detectables remotamente», escribieron los autores. 

Las plantas "gritan" cuando están estresadas, sugiere un nuevo estudio 
Fig. 2. Las plantas emiten sonidos específicos de la especie y del estrés que se pueden detectar en cámaras acústicas e invernaderos. Créditos: Hadany, et al./Cell, 2023.

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Investigaciones anteriores demostraron que las plantas bajo cierto tipo de estrés cambian de color, de forma o de aroma. Así como también liberan pequeños compuestos volátiles. Luego, estos compuestos viajan a las plantas vecinas que reaccionan modificando sus cuerpos para contrarrestar la posible amenaza. 

También se ha observado que pueden «oír» el ruido ambiental, y responden a su entorno dependiendo del tipo de sonido. Con sonidos naturales como de pájaros y ecos, por ejemplo, aumentan la cantidad de brotes (nacen más plantas) al mismo tiempo que mejoran su división celular y sus niveles hormonales. 

Más recientemente se demostró que también son susceptibles al aleteo de los insectos voladores. Cuando una abeja está cerca de las flores, las plantas producen un néctar más dulce en solo 3 minutos, lo que aumenta potencialmente las posibilidades de polinización. 

Si bien, con estas investigaciones quedaba claro que las plantas pueden «oír», una pregunta permanecía en el aire, ¿También son capaces de «hablar»? 

Mónica Gagliano, bióloga de la Universidad de Western Australia, hace una década arrojó la hipótesis de que esto era posible. «Sería particularmente ventajoso para que las plantas aprendan sobre el entorno que las rodea usando el sonido, ya que las señales acústicas se propagan rápidamente y con mínimos costes energéticos», escribió en su artículo publicado en Behavioral Ecology en 2012. Pero hasta ahora no se había confirmado. 

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Fig. 3. Una foto de tres plantas de tomate cuyos sonidos se están grabando en un invernadero. Créditos: Ohad Lewin-Epstein.

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En el nuevo estudio, los científicos de Tel-Aviv registraron sonidos ultrasónicos emitidos por plantas de tomate y tabaco en dos ambientes diferentes, en el laboratorio y en un invernadero, mientras las plantas sufrían dos tipos de «tortura»: la sequía y un corte al tallo, imitando el ataque de un insecto. 

Para el primer experimento, el equipo construyó un sistema de grabación, donde cada planta fue registrada por dos micrófonos dentro de una caja acústica (aislada de los ruidos externos). Los científicos utilizaron micrófonos capaces de grabar ondas sonoras con una frecuencia entre 20 y 250 kilohercios (kHz), ya que supusieron que si las plantas pueden emitir sonidos lo harían en una frecuencia más alta que las registradas por nuestros oídos (máximo 20kHz). 

Las plantas "gritan" cuando están estresadas, sugiere un nuevo estudio 
Fig. 4. Las plantas estresadas emiten ultrasonidos detectables de forma remota que revelan el estado y la especie de la planta. (A) Configuración de la caja acústica. En cada grabación se colocan tres plantas dentro de la caja con dos micrófonos direccionales orientados en cada planta. El uso de dos micrófonos ayuda a eliminar las detecciones falsas que resultan del ruido eléctrico del sistema de grabación y la interferencia entre plantas. (B) Número medio de sonidos emitidos durante 1 h de registro por plantas de tomate y tabaco bajo dos tratamientos: estrés por sequía y corte. (C) Ejemplos de señales temporales de sonidos emitidos por: un tomate estresado por la sequía, un tabaco estresado por la sequía, un tomate cortado y un tabaco cortado, normalizados. Créditos: Hadany, et al./Cell, 2023.

Luego, un algoritmo de aprendizaje automático clasificó los sonidos grabados para determinar las diferencias y el tipo de estrés al que respondían.  

En esta primera prueba, se descubrió que las plantas estresadas emiten más sonidos que las plantas no expuestas a estas condiciones. En concreto, indica el estudio, el número medio de sonidos emitidos por las plantas sin agua fue de 35 (tomate) y 11 (tabaco) por hora. 

Mientras que las plantas cortadas emitieron 25 y 15 sonidos por hora, respectivamente. Por el contrario, el número medio de sonidos emitidos por las plantas del grupo control (las que se salvaron de la «tortura») fue inferior a 1 por hora. 

Es decir, las plantas bajo una condición de estrés «gritaban», en cambio las otras permanecían en silencio. 

Para probar si estos resultados también se cumplen en un ambiente natural, el equipo llevó su experimento a un invernadero.

«Los resultados revelaron un claro patrón acústico temporal», escribieron los investigadores.

Se observó que las plantas emiten muy pocos sonidos cuando tienen agua suficiente y a medida que la sequía aumenta, también aumenta el número de sonidos, hasta que disminuye a medida que la planta se seca.

Fig. 5. Detección acústica del estado de la planta en el invernadero. (A) Ilustración del procedimiento utilizado para entrenar a un clasificador que distingue entre sonidos de tomates y ruidos de invernadero. (B) Ilustración de las grabaciones en el invernadero. Créditos: Hadany, et al./Cell, 2023.

A la par de estas dos especies, el equipo también grabó otras plantas como trigo, maíz, cactus, y vid. Además, infectaron a las plantas con un virus, para obtener la mayor cantidad de sonidos posibles en diversas condiciones.

Estas pruebas demostraron que los sonidos producidos son diferentes dependiendo del estrés y la especie. No es lo mismo el sonido que emite una tomatera cortada que la planta sin agua, por ejemplo. Además, el «grito» del tabaco es diferente a los «gritos» del maíz o las de un cactus. 

Un archivo MP3 que contiene sonidos de plantas de tomate obtenidos en una sesión de grabación de 1 hora. Los se transformaron en un rango audible, y se comprimieron para que fuera un audio corto. Créditos: Hadany, et al./Cell, 2023.

El equipo supone que las diferencias de sonidos están relacionados con el tamaño de la tráquea (un tipo de células del xilema), los vasos que conducen los nutrientes en la planta. 

Por ende, el mecanismo detrás de los sonidos sería posible gracias a la cavitación, es decir, a la formación de burbujas en las raíces y en los tallos cuando los suministros de agua y otros nutrientes empiezan a escasear.

Dicho de otro modo, en el xilema, los tubos que transportan agua y nutrientes desde sus raíces hasta sus tallos y hojas, el agua se mantiene unida por la tensión superficial, al igual que el agua succionada a través de una pajita.

Entonces, cuando se forma o se rompe una burbuja de aire en el xilema, puede hacer un pequeño chasquido, un sonido particular que dependerá del tamaño de las células afectadas. Como es más probable que se formen burbujas durante un momento de estrés, cuando los nutrientes se empiezan a agotar o no circulan con la misma frecuencia, es posible captar estos sonidos bajo estas condiciones.

Esa explicación, dicen los investigadores, es la hipótesis más probable para lo que se ha observado. Pero el mecanismo exacto detrás de los sonidos, cómo se producen o en qué parte de la planta, no se han determinado de forma exacta. 

Fig. 6. Investigación del mecanismo de emisión de sonido de la planta. (A) Frecuencia de sonido y ancho de la tráquea. (B) Ejemplos de tres fotos utilizadas para la estimación de las dimensiones de la tráquea: Vid (izquierda), tabaco (centro) y tomate (derecha). Créditos: Hadany, et al./Cell, 2023.

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Si bien los seres humanos no podemos oír esos «quejidos», los sonidos caen dentro del rango auditivo de otros animales (de 20 a 100 kHz), como ratones y polillas. Además, los insectos podrían haber evolucionando para distinguir los sonidos de un estado u otro de la planta. Por lo tanto sería una especie de comunicación con su entorno. 

Pero que ese intercambio de información realmente suceda en la naturaleza tampoco se ha comprobado. Es decir, no se sabe si otras plantas podrían estar escuchando los «gritos» de su vecinos, o si los animales podrían reaccionar a ella. Así como tampoco es seguro de que se trate de una «voz» real y no sólo burbujas estallando al azar.

Aún así, los autores ven posibles aplicaciones a esta forma de «comunicación» recién descubierta. Por ejemplo, si se lograra tener una amplia biblioteca de sonidos de una especie (digamos, la yuca) podríamos mantener los cultivos en óptimas condiciones nutricionales y libre de enfermedades, ya que un «grito» particular nos alertaría sobre su salud. 

«Estos hallazgos pueden alterar la forma en que pensamos sobre el reino vegetal, que hasta ahora se ha considerado casi silencioso», concluyeron los científicos.

Ahora que lo recuerdo no he regado las plantas que tengo en casa, ¿Me estarán maldiciendo?. 

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[Desde Guna Yala, un artículo de Morbeb]

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