El reloj biológico de las plantas regula cada tipo de célula de forma distinta

El reloj biológico o ritmo circadiano es un sistema interno que permite a las plantas anticiparse a los cambios ambientales, como la luz del día o la temperatura. Durante años se ha creído que este mecanismo funcionaba de manera coordinada en todas las partes de una planta, pero investigaciones recientes han demostrado lo contrario: cada tipo de célula vegetal interpreta el reloj biológico de forma distinta y actúa según su función específica.

Este descubrimiento tiene importantes implicaciones para la ciencia agrícola y el desarrollo de cultivos más resistentes y productivos, ya que muestra que las plantas tienen una red de regulación interna más compleja y flexible de lo que se pensaba.

El reloj biológico de las plantas no actúa igual en todas sus células

Así lo revela una investigación internacional en la que participa el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (Ibmcp), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), que observó, por primera vez y con detalle, los ritmos biológicos en las células individuales de una planta.

Gracias a una innovadora técnica de análisis genético, se identificaron cerca de 3.000 genes que siguen patrones rítmicos de funcionamiento dependiendo del tipo de celular. Por otro lado, se hallaron que los genes que forman parte del reloj biológico, mecanismo que regula la vida de las plantas, son rítmicos en casi todos los tipos celulares. Este hallazgo, publicado en ‘Nature Communications’, abre nuevas puertas para adaptar cultivos al cambio climático o mejorar su rendimiento.

En los últimos años, se descubrió que el sistema circadiano de las plantas está estructurado a nivel de organismo, presentando características distintas en distintos órganos y tejidos, de manera similar al sistema circadiano de los animales.

El estudio realizado por varias instituciones científicas chinas con la participación del Ibmcp contribuye a avanzar el conocimiento en este campo al elaborar un detallado atlas de expresión génica en células individuales de la planta modelo Arabidopsis thaliana a lo largo del tiempo.

¿Cómo afecta el reloj biológico a las células de las plantas?

Los científicos han comprobado que, al igual que en los animales, el reloj biológico de las plantas no es uniforme, sino que cambia según el tipo celular. Por ejemplo, las células que controlan la apertura de los estomas —pequeños poros en las hojas— tienen un ritmo más rápido, lo que les permite responder al amanecer abriendo los poros para permitir la fotosíntesis.

Por otro lado, las células del tallo o de la raíz pueden seguir ritmos distintos, regulando funciones como el crecimiento, la absorción de agua o la producción de hormonas vegetales. Esta especialización horaria celular permite que cada parte de la planta trabaje en el momento más eficiente del día.

¿Por qué es importante este hallazgo para la agricultura?

Este descubrimiento es especialmente relevante para la mejora genética de cultivos. Entender cómo cada célula vegetal sigue su propio reloj biológico puede ayudar a diseñar plantas más eficientes, que optimicen el uso de recursos como el agua y la luz.

Además, permite ajustar el cultivo a condiciones específicas, como entornos con menos luz solar o temperaturas extremas. Las aplicaciones pueden ir desde el diseño de sistemas de riego más precisos hasta la creación de variedades que crezcan más rápido o sean más resistentes a plagas.

También podría cambiar cómo se aplican fertilizantes o tratamientos fitosanitarios, ajustándolos al momento del día en que las células están más activas o receptivas.