Los árboles saben cuándo están torcidos y fabrican una madera especial para recuperar por sí mismos la verticalidad
Las plantas llevan años dando motivos a los científicos para revisar sus ideas sobre cómo mantienen la postura, y los árboles han resultado ser bastante más hábiles de lo que sugerían las explicaciones tradicionales. Una investigación publicada en 2012 en Proceedings of the National Academy of Sciences demostró mediante un modelo matemático que la percepción de la gravedad resultaba insuficiente para explicar cómo los tallos conseguían enderezarse sin sobrepasar repetidamente su posición correcta.
Aquello contribuyó a establecer que las plantas poseen propiocepción, una capacidad para percibir la configuración de su propio cuerpo que también se había estudiado en Arabidopsis. Una revisión científica de 2019 profundizó en la coordinación entre ambas percepciones, aunque todavía quedaba por identificar cómo se producía físicamente la corrección en los tejidos leñosos.
Los chopos modifican el tejido según su deformación
Una investigación desarrollada por científicos del Instituto Nacional de Investigación para la Agricultura, la Alimentación y el Medio Ambiente de Francia (INRAE) y la Universidad Clermont Auvergne ha descubierto que los chopos jóvenes pueden detectar la curvatura de sus tallos y enderezarlos cambiando el lado donde producen madera de tensión.
El estudio, publicado en la revista científica New Phytologist, demuestra que esta respuesta funciona incluso cuando los árboles carecen de referencias direccionales de luz y gravedad. Los investigadores han identificado así un mecanismo mediante el cual la percepción de la propia forma interviene en la producción del tejido encargado de corregirla.
La madera de tensión posee unas características anatómicas que le permiten ejercer fuerzas de tracción sobre el tallo a medida que madura. Sus fibras desarrollan habitualmente una capa gelatinosa rica en celulosa, denominada capa G, cuyas fibras de celulosa se orientan casi paralelamente al eje longitudinal. El examen microscópico de los tejidos producidos durante el enderezamiento mostró aproximadamente tres veces más fibras respecto a los vasos que en la madera normal. La capa gelatinosa también resultó un 37% más gruesa que la formada durante la curvatura ascendente inicial.
Las tormentas, las acumulaciones de nieve y los desprendimientos pueden alterar la posición de los árboles, obligándolos a corregir deformaciones para recuperar una postura adecuada. En condiciones naturales, las plantas utilizan información procedente de su orientación, de la dirección de la luz y de la forma de sus propios tallos. Esta coordinación les permite responder a alteraciones ambientales y contribuye a su resistencia frente a fenómenos asociados al cambio climático.
El clinostato hizo que los tallos invirtieran su respuesta
El equipo de Alexandre Caulus y Félix Hartmann, ingeniero de investigación del INRAE, comenzó colocando horizontalmente chopos jóvenes procedentes del cruce entre Populus tremula y Populus alba. Tras unos diez días, los tallos habían desarrollado una curvatura ascendente gracias a la formación de madera de tensión en su parte superior.
Los científicos trasladaron entonces las plantas a unas cámaras esféricas iluminadas uniformemente y las hicieron girar alrededor de un eje horizontal mediante un clinostato. El dispositivo impedía utilizar señales direccionales estables para orientar el crecimiento. En las semanas siguientes, los tallos fueron perdiendo su curvatura porque dejaron de producir madera de tensión en el lado superior y comenzaron a generarla en el lado convexo opuesto.
El cambio de posición del tejido demuestra que la gravedad y la percepción de la curvatura pueden desencadenar respuestas mecánicas diferentes dentro de un mismo árbol. Bruno Moulia, director de investigación del INRAE y autor principal del estudio, destacó el alcance de este descubrimiento: “¡Hemos descubierto un auténtico circuito sensoriomotor que funciona en las partes leñosas de los árboles!”.
Esta madera actúa de forma parecida a un músculo, ya que genera una fuerza que permite al árbol corregir la curvatura de su tronco, aunque los árboles carecen de músculos y de sistema nervioso. Los científicos todavía desconocen los mecanismos moleculares que permiten al árbol detectar que está torcido y activar la producción de madera en el lugar necesario para enderezarse.
La propiocepción puede mejorar cultivos y producción forestal aunque se necesita tiempo
La coordinación de ambos mecanismos también tiene consecuencias para la producción forestal, ya que una activación deficiente de la madera de tensión puede generar tensiones internas excesivas y perjudicar su calidad. Los resultados abren posibilidades para obtener árboles con troncos más rectos y estudiar variedades agrícolas capaces de mantener mejor su posición. En los cereales, una mayor capacidad propioceptiva podría contribuir a reducir el encamado, fenómeno que se produce cuando los tallos se doblan o caen.
La fabricación de madera correctora requiere tiempo porque las células del cámbium deben dividirse y desarrollarse antes de que el nuevo tejido pueda ejercer fuerza. Los experimentos detectaron un retraso aproximado de dos días entre la modificación de las condiciones sensoriales y el comienzo de la respuesta contraria a la curvatura. La formación y activación mecánica de la capa gelatinosa necesitan un periodo adicional, de modo que el enderezamiento depende de un proceso de crecimiento progresivo.
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