Descubren el mecanismo que hace que las plantas carnívoras atrapen un insecto cuando se posa en ellas

La tecnología bioelectrónica permite investigar cómo reaccionan las plantas a su entorno y al estrés y ahora ha permitido descubrir la señalización eléctrica que hace que la planta carnívora Venus atrapamoscas su cierre cuando atrapa un insecto que se posa en ella, según publican en la revista 'Science Advances'.

La mayoría de la gente sabe que el sistema nervioso de los humanos y otros animales envía impulsos eléctricos, pero generalmente se desconoce que las plantas también tienen señales eléctricas aunque carezcan de sistema nervioso. De hecho, tienen señales eléctricas que se generan en respuesta al tacto y a factores de estrés, como heridas causadas por herbívoros y ataques a sus raíces. A diferencia de los animales, que pueden apartarse del camino, las plantas deben hacer frente a factores de estrés allí donde crecen.

"Actualmente existe una gran necesidad de desarrollar plantas más resistentes al estrés, para que podamos cultivar alimentos y tener bosques sanos también en el futuro. Por eso es importante que entendamos cómo responden las plantas al estrés, y creo que esta nueva tecnología puede contribuir en este campo de investigación", afirma Eleni Stavrinidou, profesora asociada del Departamento de Ciencia y Tecnología de la Universidad sueca de Linköping y directora del grupo de Plantas Electrónicas.

Resulta que en algunas plantas las señales eléctricas están correlacionadas con movimientos rápidos. La planta carnívora Venus atrapamoscas ('Dionaea muscipula') es utilizada por los investigadores como sistema modelo de señalización eléctrica rápida en plantas.

La parte interior de la trampa de la Venus atrapamoscas tiene pequeños pelos sensoriales. Al doblarse un pelo, por ejemplo por un insecto, la trampa puede cerrarse de golpe. Una enzima de la trampa descompone los animales atrapados y la planta absorbe los nutrientes. Pero para que la trampa se cierre, es necesario que los pelos sensoriales se toquen dos veces en unos 30 segundos. De este modo, la planta ahorra energía, ya que no se cierra cada vez que un pelo es estimulado por algo que no sea una presa potencial.

La señalización eléctrica en los organismos vivos se basa en una diferencia de voltaje entre el interior de las células y el entorno exterior. Esta diferencia de tensión se crea cuando los iones, es decir, los átomos cargados eléctricamente, se mueven entre el interior y el exterior de la célula. Cuando se activa una señal --por ejemplo, por estimulación mecánica en forma de flexión de un pelo sensorial--, los iones fluyen muy deprisa a través de la membrana celular. El rápido cambio de voltaje da lugar a un impulso que se propaga.

En su estudio, los investigadores demuestran una tecnología de matriz de electrodos múltiples que se utiliza para examinar la aparición y propagación de la señal eléctrica en una Venus atrapamoscas. Esta nueva tecnología fue desarrollada por investigadores de la Universidad de Linköping (Suecia) en colaboración con investigadores de la Universidad de Columbia (Estados Unidos), que la utilizan para estudios de neurociencia en animales.

El nuevo dispositivo de medición consiste en una película muy fina con electrodos. Como es aproximadamente tan fina como el envoltorio de plástico que se utiliza para cubrir los alimentos, sigue la curvatura de la parte exterior de los lóbulos de la planta. Los investigadores pincharon un pelo sensorial y, utilizando unos 30 electrodos, midieron la señal en el lóbulo. También filmaron los movimientos de la planta, para poder correlacionar la señal eléctrica con el cierre de la Venus atrapamoscas.

En investigaciones anteriores se utilizaba casi siempre un solo punto de medición, lo que no permitía precisar el origen de la señal ni sus direcciones de propagación. "Ahora podemos afirmar con certeza que la señal eléctrica se origina en los pelos sensoriales de la Venus atrapamoscas. Con nuestra tecnología, también podemos ver que la señal se propaga principalmente de forma radial desde el pelo, sin ninguna dirección clara", afirma Eleni Stavrinidou.

La nueva tecnología de medición también permite a los investigadores descubrir nueva información. "Como pudimos medir las señales de toda la trampa, vemos que a veces las señales son espontáneas y proceden de pelos sensoriales que no fueron estimulados. Esto es muy interesante, y aún no sabemos por qué ocurre ni cuál es su función. Uno de los aspectos más importantes de este estudio es que demostramos que las tecnologías bioelectrónicas, muy utilizadas en la investigación biomédica, pueden aplicarse también a la investigación fisiológica de las plantas, abriendo así posibilidades para nuevos descubrimientos", destaca Eleni Stavrinidou.