¿Por qué las plantas no se queman de sol?

¿Por qué las plantas no se queman de sol?

El único hecho sobre las plantas que la mayoría de la gente probablemente recuerde de la escuela es que usan la luz del sol para hacer su propia comida. Ese proceso, la fotosíntesis, significa que las plantas dependen de la luz solar. Pero como sabe cualquiera que haya olvidado ponerse crema solar durante su día en la playa, el sol también puede ser dañino. Entonces, ¿cómo absorben las plantas la luz que necesitan mientras evitan el daño de los rayos ultravioleta (UV) del sol? La respuesta corta es hacer su propio protector solar. Y una nueva investigación nos está ayudando a entender exactamente cómo funciona ese proceso.

Sabemos que demasiados rayos UV pueden ser perjudiciales para la salud humana. A corto plazo, el exceso de radiación UV, especialmente las longitudes de onda más cortas en la luz solar, conocida como UVB, causa quemaduras solares. El daño repetido de la piel debido a la exposición a UVB durante décadas puede conducir a una mayor riesgo de cánceres de piel. Por supuesto, diferentes personas pueden tolerar diferentes cantidades de rayos UV. Las personas con piel profundamente pigmentada (más oscura) están bien protegidas todo el tiempo, ya sea que salgan al sol o no. Otros necesitan cierta exposición al sol para inducir pigmentos protectores de la piel mediante el desarrollo de un bronceado. Y algunas personas apenas se broncean, dejándolas muy vulnerables a las quemaduras solares y otros daños a los rayos UV.

Por supuesto, todos podemos elegir evitar el sol, usar un sombrero o usar protector solar. Pero, ¿y las plantas? Ellos tienen que permanecer en el sol. ¿Hay una planta equivalente a las quemaduras solares o a los pigmentos protectores que tenemos en nuestra piel?

Los científicos de plantas realmente comenzaron a pensar en esas preguntas cuando se agota el ozono estratosférico: el agujero en la capa de ozono - amenazó con permitir que mucho más UVB llegue a la superficie de la Tierra. La investigación de los 1980 y 1990 mostró que los altos niveles de UVB que resultarían del agotamiento de la capa de ozono podrían daña directamente la fotosíntesis. Otros efectos de los rayos UV altos también pueden reducir el crecimiento y el rendimiento de los cultivos.

Pero el mismo cuerpo de investigación demostró que las plantas están bien protegidas contra los peores efectos de los niveles de UVB que experimentamos ahora. Esta protección proviene de un conjunto de sustancias químicas vegetales naturales, en su mayoría fenólicas. Estos compuestos fenólicos actuar como protectores solares naturales, absorbe fuertemente los rayos UV pero no las longitudes de onda necesarias para la fotosíntesis.

Al igual que con los pigmentos de la piel humana, la cantidad de estos protectores solares naturales varía entre las plantas. Algunas plantas, generalmente aquellas que provienen de los trópicos o de montañas a gran altitud, tienen altos niveles de protección todo el tiempo. Otros solo producen protectores solares cuando se exponen a niveles más altos de UVB, equivalente al bronceado en humanos.

Eso lleva a otra pregunta. Si las plantas producen sus filtros solares en función de su exposición a los rayos UV, ¿cómo detectan esa exposición? ¿Y cómo las plantas detectan UVB?


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Solo en la última década los científicos de las plantas han demostrado que las plantas detectan UVB muy específicamente utilizando una proteína conocida como UVR8 (abreviatura de locus de resistencia a los rayos UV 8). Las plantas que carecen de UVR8 no pueden inducir filtros solares protectores y son severamente dañadas por el UV presente en la luz solar del verano.

Los investigadores todavía están investigando activamente los mecanismos fundamentales mediante los cuales UVR8 controla la respuesta de la planta a los rayos UVB. Hemos sabido por algún tiempo que UVR8 absorbe UVB, causando cambios que finalmente permiten que la proteína UVR8 se acumule en los núcleos de las células de la planta. Este es un paso necesario en la cadena de respuestas que permite a las plantas protegerse contra el daño UVB.

Una nueva investigación de la Universidad de Ginebra mostraron que las respuestas UVB dependen de las interacciones entre UVR8 y otra proteína llamada COP1 (constitutivamente fotomorfogénica 1). Esta proteína interactúa con otras moléculas diferentes (HY5, SPA y RUP) en las células de una planta para enviar una señal que controla la acumulación de fenoles de protección solar en respuesta a los rayos UVB.

Cultivos más sostenibles

Esto podría parecer una sopa de abreviaturas alfabéticas, pero el sistema de señalización que representa nos afecta a todos a través de su papel en las plantas producidas por las granjas como cultivos. Ahora sabemos que las plantas usan UVB como una señal para cambiar su química en formas que afectan mucho más que solo su protección UV.

La exposición a los rayos UV produce cambios bioquímicos que pueden aumentar la resistencia al ataque de plagas y enfermedades. La radiación UVB en la luz solar mejora el color, el sabor y el aroma de las frutas, verduras y flores. La exposición a UVB también aumenta los niveles de sustancias químicas vegetales que se cree que son valiosos en la dieta humana.

La nueva investigación se suma a nuestra creciente comprensión de que los rayos UVB en la luz solar no deberían verse solo en términos de daño. Mientras sigamos protegiendo la capa de ozono, los efectos de los UVB serán solo una parte de las respuestas normales de las plantas a su entorno. Y cuanto más comprendamos estas respuestas, más podremos usar ese conocimiento para producir cultivos más sostenibles, mejorando su calidad y reduciendo el uso de pesticidas.

Sobre el Autor

Nigel Paul, Profesor de Ciencia de Plantas, Universidad de Lancaster

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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