Las plantas son organismos asombrosos que pueden convertir la energía luminosa en energía química mediante la fotosíntesis.

Pero, ¿qué pasa cuando los días se acortan y la luz del sol escasea? ¿Cómo se adaptan las plantas a los cambios de estación y mantienen su crecimiento y supervivencia?

Científicos de la Universidad Estatal de Michigan han descubierto algunos de los secretos que utilizan las plantas para hacer frente a días más cortos y menos luz solar.

Las plantas aumentan su eficiencia fotosintética y reducen su tasa de respiración

(Foto: ANTHONY WALLACE/AFP vía Getty Images)

Los investigadores estudiaron una planta llamada camelina sativaun cultivo modelo de semillas oleaginosas, utilizando técnicas de espectrometría de masas y metabolómica.

Compararon el crecimiento y el metabolismo de plantas que crecieron en condiciones de día largo (16 horas de luz y 8 horas de oscuridad) y condiciones de día corto (8 horas de luz y 16 horas de oscuridad).

Descubrieron que las plantas de días cortos tenían una tasa fotosintética más alta y una tasa de respiración más baja que las plantas de días largos.

Esto significa que las plantas de día corto pudieron capturar más energía luminosa y utilizar menos para su propio mantenimiento.

También invirtieron más energía en sus brotes, donde se produce la fotosíntesis, y menos en sus raíces, donde se produce la respiración.

Los investigadores explicaron que se trata de un mecanismo adaptativo que las plantas han desarrollado para afrontar días más cortos y menos luz solar.

Al aumentar su eficiencia fotosintética y reducir su tasa de respiración, las plantas pueden optimizar su equilibrio energético y evitar la falta de carbono durante las noches más largas.

Lea también: Las plantas pueden ser capaces de ver, descubren los científicos

Las plantas almacenan más azúcar en forma de almidón y ralentizan el intercambio de metabolitos

Otra forma en que las plantas hacen frente a días más cortos y menos luz solar es mediante almacenar más azúcar como almidón durante el día y utilizándolo como fuente de energía durante la noche.

Los investigadores encontraron que las plantas de días cortos tenían niveles más altos de almidón en sus hojas que las plantas de días largos.

El almidón es un carbohidrato complejo que se puede descomponer en azúcares simples cuando sea necesario. Al almacenar más almidón, las plantas pueden asegurarse de tener suficiente energía para sostener su crecimiento y metabolismo durante el período de oscuridad.

Los investigadores también encontraron que las plantas de días cortos tenían niveles más bajos de metabolitos en sus vacuolas que las plantas de días largos.

Las vacuolas son grandes compartimentos de las células vegetales que almacenan diversas sustancias, como azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos e iones.

El intercambio de metabolitos entre las vacuolas y otros compartimentos celulares está regulado por transportadores, que son proteínas que mueven sustancias a través de las membranas.

Los investigadores sugirieron que al ralentizar el intercambio de metabolitos, las plantas pueden mantener su equilibrio de carbono y prevenir la acumulación de compuestos tóxicos durante la noche.

Implicaciones para la mejora de cultivos y el cambio climático

Los hallazgos del estudio revelan algunos de los sistemas intrincados y afinados que tienen las plantas para lidiar con diferentes duraciones del día, lo que podría ayudar a desarrollar nuevas variedades de cultivos que puedan crecer en una gama más amplia de climas.

Por ejemplo, manipulando los genes que controlan la tasa fotosintética, la tasa de respiración, la síntesis de almidón y el transporte de metabolitos, puede ser posible crear plantas que puedan producir más biomasa y aceite en diferentes condiciones de luz.

El estudio también tiene implicaciones para comprender cómo responderán las plantas al cambio climático, que se espera que afecte la duración y la intensidad de la luz del día en diferentes regiones del mundo.

Al estudiar cómo las plantas se adaptan a días más cortos y menos luz solar, los investigadores esperan obtener información sobre cómo las plantas afrontarán el entorno cambiante y cómo mitigar los impactos negativos del cambio climático en la productividad de las plantas y la seguridad alimentaria.

El estudio fue publicado en la revista Plant Physiology y fue dirigido por Tom Sharkey, profesor universitario distinguido en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, y Yair Shachar-Hill, profesor del Departamento de Biología Vegetal de la Universidad Estatal de Michigan.

La investigación fue apoyada por el Departamento de Energía de EE. UU. y la Fundación Nacional de Ciencias.

Artículo relacionado: Los expertos avalan el uso del agua obtenida de huevos hirviendo para el cuidado de las plantas, aquí le explicamos por qué