Las plantas no poseen nervios ni músculos que permitan un movimiento rápido en los animales. Sin embargo, Mimosa pudica, conocida a veces como “no me toques”, mueve sus hojas doblando el órgano motor “pulvinus” inmediatamente en respuesta al tacto o la agresión.
Desde la era de Charles Darwin se ha estudiado este espectacular movimiento de las hojas. Sin embargo, las moléculas de señalización de larga distancia que desencadenan los rápidos movimientos de las hojas y los roles fisiológicos de este movimiento siguen sin conocerse bien.
En un trabajo publicado este lunes en la revista Nature Communications, el equipo dirigido por Masatsugu Toyota, de la Universidad de Saitama, Japón, ha analizado qué señales viajan largas distancias y desencadenan movimientos rápidos en Mimosa pudica y por qué mueve sus hojas de inmediato.
Estallidos de fluorescencia
“Para clarificar las señales de larga distancia y las funciones fisiológicas de los rápidos movimientos de las hojas, creamos Mimosa pudica transgénica 'fluorescente' e 'inmóvil'”, dice Toyota. Los vídeos demuestran que los estallidos de fluorescencia viajan rápidamente a lo largo de las hojas y desencadenan el movimiento de estas. La luz fluorescente rastrea el calcio citosólico en tiempo real.
Los estallidos de fluorescencia viajan rápidamente a lo largo de las hojas y desencadenan movimientos
“Mimosa pudica cierra sus hojas solo 0,1 segundos después de la llegada de las señales de Ca 2+ al órgano motor pulvini”, agrega Toyota. Estudios anteriores han sugerido que las señales eléctricas, como un potencial de acción, son críticas para los rápidos movimientos de las hojas en Mimosa pudica.
“Desarrollamos un sistema de registro simultáneo para el Ca 2+ citosólico y las señales eléctricas para revelar la relación espaciotemporal entre estas señales”, dice Toyota. Al herir la hoja, el Ca 2+ y las señales eléctricas se propagaron sistémicamente a velocidades similares y pasaron a través del sitio de grabación en un tiempo similar. Por lo tanto, las señales eléctricas y de Ca 2+ de larga distancia estaban acopladas espaciotemporalmente en Mimosa pudica.
El pretratamiento de las hojas de Mimosa pudica con los inhibidores del canal de Ca 2+ , La 3+ y verapamilo, y el reactivo quelante de Ca 2+ , EGTA, bloqueó tanto las señales eléctricas de Ca 2+ como los movimientos de la hoja en respuesta a la herida. Estos datos respaldan la idea de que el Ca 2+ actúa como una molécula de señalización de larga distancia que desencadena movimientos rápidos de las hojas en Mimosa pudica .
Mimosa, insectos y CRISPR
“Mimosa pudica es una de las plantas más famosas por sus espectaculares movimientos”, dice Toyota. "Sin embargo, aunque hay muchas hipótesis sobre las funciones fisiológicas de los movimientos rápidos de las hojas, no se ha dilucidado científicamente por qué Mimosa pudica mueve sus hojas”.
“Mimosa pudica es una de las plantas más famosas por sus espectaculares movimientos”
Utilizando la técnica de edición del genoma CRISPR/Cas9, el equipo de científicos de Toyota creó un mutante elp1b "inmóvil" que carece de órgano motor pulvini. Compararon la Mimosa pudica móvil de tipo salvaje y la Mimosa pudica genética y farmacológicamente inmóvil y descubrieron que los insectos herbívoros, como los saltamontes, consumían estas hojas inmóviles más que las hojas de tipo salvaje.
También visualizaron las señales de Ca 2+ , los movimientos de las hojas y el comportamiento de un saltamontes en la hoja bajo un microscopio. Al alimentarse del saltamontes, los folíolos se movieron secuencialmente en paralelo con la propagación de las señales de Ca 2+ y, posteriormente, el saltamontes detuvo la alimentación y se alejó (Videos n.º 5 y n.º 6).
“Finalmente obtuvimos evidencia de que los movimientos rápidos basados en la propagación de Ca 2+ y señales eléctricas protegen a Mimosa pudica de los ataques de insectos”, dice Toyota. “Las plantas poseen varios sistemas de comunicación que normalmente están ocultos a la vista; ver para creer”, añade.
Referencia: Calcium-mediated rapid movements defend against herbivorous insects in Mimosa pudica (Nature Communications) DOI 10.1038/s41467-022-34106-x
