Vía Cell
¿Cómo suena una planta estresada? Un poco como el sonido de un envoltorio de burbujas al estallar. Un equipo de investigadores israelíes publicó en la revista Cell el 30 de marzo que las plantas de tomate y tabaco estresadas (por deshidratación o por haberles cortado el tallo) emiten sonidos cuyo volumen es comparable al de una conversación humana normal. La frecuencia de estos ruidos es demasiado alta para que nuestros oídos los detecten, pero es probable que los puedan oír los insectos, otros mamíferos y, posiblemente, otras plantas.
“Incluso en un campo tranquilo, hay sonidos que no oímos y que transmiten información”, afirma la autora principal Lilach Hadany, bióloga evolutiva y teórica de la Universidad de Tel Aviv. “Hay animales que pueden oír estos sonidos, por lo que existe la posibilidad de que se esté produciendo mucha interacción acústica”.
Aunque ya se habían registrado vibraciones ultrasónicas en plantas, esta es la primera evidencia de que se transmiten por el aire, un hecho que las hace más relevantes para otros organismos del entorno. “Las plantas interactúan con insectos y otros animales todo el tiempo, y muchos de estos organismos utilizan el sonido para comunicarse, por lo que sería muy poco óptimo que las plantas no utilizaran el sonido en absoluto”, afirma Hadany.
Los investigadores utilizaron micrófonos para grabar plantas de tomate y tabaco sanas y estresadas, primero en una cámara acústica insonorizada y luego en un invernadero más ruidoso. Estresaron las plantas mediante dos métodos: no regándolas durante varios días y cortándoles los tallos. Después de grabar las plantas, los investigadores entrenaron un algoritmo de aprendizaje automático para diferenciar entre plantas no estresadas, plantas sedientas y plantas cortadas.
El equipo descubrió que las plantas estresadas emiten más sonidos que las plantas no estresadas. Los sonidos de las plantas se parecen a estallidos o chasquidos, y una sola planta estresada emite alrededor de 30 a 50 de estos chasquidos por hora en intervalos aparentemente aleatorios, pero las plantas no estresadas emiten muchos menos sonidos. «Cuando los tomates no están estresados en absoluto, son muy silenciosos», dice Hadany.
Las plantas con estrés hídrico empezaron a emitir ruidos antes de estar visiblemente deshidratadas, y la frecuencia de los sonidos alcanzó su punto máximo después de 5 días sin agua antes de disminuir de nuevo cuando las plantas se secaron por completo. Los tipos de sonido emitidos diferían según la causa del estrés. El algoritmo de aprendizaje automático pudo diferenciar con precisión entre la deshidratación y el estrés por corte y también pudo discernir si los sonidos provenían de una planta de tomate o de tabaco.
Aunque el estudio se centró en plantas de tomate y tabaco por su facilidad de cultivo y estandarización en el laboratorio, el equipo de investigación también registró una variedad de otras especies de plantas. “Descubrimos que muchas plantas (maíz, trigo, uva y cactus, por ejemplo) emiten sonidos cuando están estresadas”, afirma Hadany.
El mecanismo exacto detrás de estos ruidos no está claro, pero los investigadores sugieren que podría deberse a la formación y estallido de burbujas de aire en el sistema vascular de la planta, un proceso llamado cavitación.
Tampoco está claro si las plantas producen estos sonidos para comunicarse con otros organismos, pero el hecho de que existan tiene grandes implicaciones ecológicas y evolutivas. “Es posible que otros organismos hayan evolucionado para oír y responder a estos sonidos”, afirma Hadany. “Por ejemplo, una polilla que quiera poner huevos en una planta o un animal que quiera comer una planta podrían utilizar los sonidos para orientar su decisión”.
Otras plantas también podrían estar escuchando y beneficiándose de los sonidos. Sabemos por investigaciones anteriores que las plantas pueden responder a los sonidos y las vibraciones: Hadany y otros miembros del equipo demostraron anteriormente que las plantas aumentan la concentración de azúcar en su néctar cuando «escuchan» los sonidos que hacen los polinizadores, y otros estudios han demostrado que las plantas cambian su expresión genética en respuesta a los sonidos. «Si otras plantas tienen información sobre el estrés antes de que realmente ocurra, podrían prepararse», dice Hadany.
Las grabaciones de sonido de las plantas podrían usarse en sistemas de riego agrícola para monitorear el estado de hidratación de los cultivos y ayudar a distribuir el agua de manera más eficiente, dicen los autores.
“Sabemos que hay mucho ultrasonido ahí afuera; cada vez que usas un micrófono, descubres que muchas cosas producen sonidos que los humanos no podemos oír, pero el hecho de que las plantas produzcan estos sonidos abre una nueva vía de oportunidades para la comunicación, la escucha clandestina y la explotación de estos sonidos”, dice el coautor principal Yossi Yovel ( @YovelBatLab ), neuroecólogo de la Universidad de Tel Aviv.
“Ahora que sabemos que las plantas emiten sonidos, la siguiente pregunta es: ¿quién podría estar escuchándolos?”, dice Hadany. “Actualmente estamos investigando las respuestas de otros organismos, tanto animales como vegetales, a estos sonidos, y también estamos explorando nuestra capacidad para identificar e interpretar los sonidos en entornos completamente naturales”.
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Esta investigación fue apoyada por el Fondo Bikura de la Fundación de Ciencias de Israel, el Programa de becas para la Seguridad y Protección de los Alimentos del Centro Manna y el Programa de Becas de la Fundación Clore.
Cell , Khait, Lewin-Epstein, et al. ‘Los sonidos emitidos por las plantas bajo estrés se transmiten por el aire y son informativos’ https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00262-3 DOI: 10.1016/j.cell.2023.03.009
Cell ( @CellCellPress ), la revista insignia de Cell Press, es una publicación bimestral que publica hallazgos de importancia inusual en cualquier área de la biología experimental, incluyendo, entre otras, biología celular, biología molecular, neurociencia, inmunología, virología y microbiología, cáncer, genética humana, biología de sistemas, señalización y mecanismos y terapias de enfermedades. Visite: http://www.cell.com/cell