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¿Cómo descubren las plantas los secretos de la luz y controlan sus procesos de crecimiento?
La luz no sólo es la fuente de energía para que las plantas realicen la fotosíntesis, sino también un factor ambiental importante para su crecimiento y desarrollo. Muchos estudios han demostrado que las plantas utilizan diferentes mecanismos de detección de luz para llevar a cabo un proceso llamado fotomorfogénesis, que es la capacidad de las plantas de ajustar sus patrones de crecimiento en respuesta a cambios en el espectro de luz. Este misterioso mecanismo de regulación del crecimiento despierta aún más curiosidad en los científicos: ¿cómo descifran las plantas los secretos de la luz y afectan su crecimiento?
Historia de la fotomorfogénesis
Teofrasto, un filósofo de la antigua Grecia, fue uno de los primeros en explorar la fotomorfogénesis. Observó los efectos de la luz en el desarrollo de las plantas, especialmente las diferentes propiedades de la madera de los pinos producidas bajo diferentes condiciones de luz. En 1686, John Ray mencionó la etiolación en su libro Sobre la historia de las plantas, y Charles Bonnet definió la etiolación en 1754. El sustantivo para este proceso es "etiolement".
Etapas clave de la fotomorfogénesis
Germinación de semillasLa luz tiene un efecto profundo en el proceso de germinación de las plantas. Cuando las semillas en germinación se exponen por primera vez a la luz, generalmente aparecen primero las raíces, seguidas por el crecimiento de los brotes. Este proceso demuestra cómo las plantas utilizan señales de luz para ajustar el crecimiento de raíces y brotes. Las diferentes respuestas del crecimiento están reguladas por hormonas.
Desarrollo de las plántulas
Cuando las plantas crecen en un entorno con falta de luz, presentan un rasgo denominado desarrollo etiolizado. Estas plántulas solo pasan rápidamente a la fotomorfogénesis cuando se exponen a la luz. Durante este proceso, las características de las plántulas etioladas son significativamente diferentes de las de las plántulas que recibieron luz:Características de la etiolación: gancho apical prominente, sin hojas, sin clorofila, elongación rápida del tallo, crecimiento radial del tallo limitado.
Características morfológicas ligeras: apertura del gancho apical o división del embrión, promoción del crecimiento de las hojas, producción de clorofila, inhibición de la elongación del tallo y promoción de la elongación de las raíces.
Fotoperiodicidad
Algunas plantas dependen de señales fotoperiódicas para decidir cuándo pasar del crecimiento vegetativo a la floración. Este fenómeno se llama fotoperiodismo y utiliza receptores de luz roja (fitocromos) para determinar la duración del día. La duración del fotoperiodo afecta al tiempo de floración de la planta, permitiéndole adaptarse a los cambios estacionales.
Fotorreceptores en plantas
Las plantas perciben la luz a través de diferentes fotorreceptores, especialmente las bandas de luz azul, roja y roja lejana.
Luz roja y luz roja lejana
Las plantas utilizan fitocromos para detectar la luz roja y roja lejana, y estas señales impulsan la fotomorfogénesis. Estas proteínas receptoras de luz roja pueden ajustar el comportamiento de crecimiento de la planta en diferentes entornos de luz. En particular, diferentes formas de fitocromo regulan diferentes respuestas de crecimiento y, cuando una está ausente, otras pueden asumir su función.
Blue-ray
Las plantas contienen una variedad de fotorreceptores de luz azul, que tienen diferentes funciones y son principalmente responsables de regular la respuesta de crecimiento de las plantas bajo la luz azul. El descubrimiento de los receptores de luz azul proporciona pistas clave para comprender cómo las plantas ajustan su crecimiento en diferentes condiciones de luz.
Luz ultravioleta
Las plantas responden particularmente bien a la luz ultravioleta, especialmente a la luz ultravioleta B (UV-B), que afecta la germinación y el crecimiento de las plantas. Los receptores de luz ultravioleta, como el UVR8, pueden detectar la radiación UV-B y regular el crecimiento y el desarrollo de las plantas a través de diferentes vías bioquímicas. Además, las plantas deben hacer frente al daño de los rayos UV, lo que requiere que tengan mecanismos de adaptación.
A través de estos complejos mecanismos de percepción, las plantas son capaces de encontrar su propio espacio vital en la luz cambiante. Esto no sólo refleja la sensibilidad de las plantas al entorno externo, sino que también nos da una comprensión más profunda de la adaptabilidad de la vida. En tales circunstancias, ¿qué estrategias adoptarán las plantas para asegurar su supervivencia y reproducción ante un entorno cambiante?
