Post escrito por Aida Ruiz, alumna del Máster de biotecnología molecular y celular de plantas.

 

Cuando pensamos en el cambio climático solemos imaginar olas de calor, sequías o incendios. Sin embargo, hay unos seres vivos que no pueden buscar sombra ni desplazarse cuando hace demasiado calor: las plantas. Ellas permanecen toda su vida en el mismo lugar y, para sobrevivir, han desarrollado mecanismos muy sofisticados que les permiten adaptarse a los cambios de temperatura.

Precisamente en eso consiste mi trabajo. Mi investigación se centra en comprender cómo las plantas detectan un aumento moderado de la temperatura y cómo modifican su crecimiento para adaptarse a estas nuevas condiciones. Para ello utilizo como modelo de estudio Arabidopsis thaliana, una pequeña planta que, aunque a simple vista parezca una mala hierba, es una de las especies más importantes en investigación vegetal porque comparte muchos procesos biológicos con cultivos de interés agrícola.

Uno de los fenómenos que estudiamos recibe el nombre de termomorfogénesis, que es el conjunto de cambios que experimentan las plantas cuando la temperatura aumenta, pero todavía no alcanza niveles que resulten dañinos. Por ejemplo, las plantas pueden alargar sus tallos y sus raíces o adelantar la floración para adaptarse mejor al calor. Aunque estos cambios ya se conocen, todavía quedan muchas preguntas por responder, especialmente sobre lo que ocurre en las raíces, una parte de la planta mucho menos estudiada que las hojas o los tallos.

Para investigar este proceso trabajo con plantas que presentan pequeñas modificaciones en determinados genes. Estos genes producen proteínas llamadas factores de transcripción, que actúan como si fueran interruptores capaces de activar o desactivar otros genes. Mi objetivo es averiguar cuáles de esos «interruptores» participan en la respuesta de las plantas al aumento de la temperatura y si algunos actúan específicamente en las raíces.

Para conseguirlo utilizo diferentes técnicas de laboratorio. En primer lugar, cultivo las plantas en condiciones completamente controladas, manteniéndolas a dos temperaturas distintas: una considerada normal para su crecimiento (22°C) y otra ligeramente superior (28°C), suficiente para activar la termomorfogénesis. De este modo puedo comparar cómo responden las plantas en ambos ambientes.

Posteriormente analizo numerosas características de su desarrollo. Mido la longitud de las raíces, cuento el número de raíces secundarias, observo el tamaño de una región muy importante situada en la punta de la raíz donde se generan nuevas células, denominada meristemo apical de la raíz (RAM), y también evalúo el crecimiento de la parte aérea, el tamaño de las hojas, la longitud del tallo o el momento en el que la planta comienza a florecer.

Para realizar estas mediciones empleo herramientas como la microscopía confocal, que permite observar estructuras microscópicas con gran detalle, programas de análisis de imágenes como ImageJ y diferentes análisis estadísticos que me ayudan a comprobar si las diferencias observadas son realmente significativas o simplemente fruto del azar.

Tras analizar cientos de plantas han comenzado a aparecer resultados muy interesantes. Uno de los hallazgos más relevantes es que un factor de transcripción llamado MYBS1 parece desempeñar un papel muy importante en el desarrollo de las raíces cuando aumenta la temperatura. Las plantas que carecen de este gen desarrollan raíces principales más largas y un mayor número de raíces secundarias, lo que sugiere que MYBS1 podría actuar como un regulador que limita el crecimiento radicular en estas condiciones.

Además, otros dos factores de transcripción, denominados GBF3 y PIF7, parecen participar en el control del tamaño del meristemo de la raíz, una zona esencial para el crecimiento de este órgano. Estos resultados indican que la respuesta al calor no es igual en toda la planta y que raíces y parte aérea pueden utilizar mecanismos diferentes para adaptarse al mismo cambio ambiental.

Aunque estos resultados todavía son preliminares y será necesario seguir investigando para confirmarlos, representan un paso importante para comprender cómo las plantas responden al aumento de las temperaturas.

Pero, ¿por qué es útil todo esto?

Conocer cómo funcionan estos mecanismos puede ayudarnos en el futuro a desarrollar cultivos más resistentes al cambio climático. Si sabemos qué genes permiten que una planta se adapte mejor al calor o desarrolle un sistema radicular más eficiente, podremos utilizarlos para mejorar especies agrícolas de interés como el tomate, el trigo, el arroz o el maíz.

Un sistema radicular más desarrollado permite a las plantas absorber mejor el agua y los nutrientes del suelo, algo especialmente importante en escenarios donde las altas temperaturas y la escasez de agua serán cada vez más frecuentes. Esto podría contribuir a mantener la producción agrícola y reforzar la seguridad alimentaria en un contexto de cambio climático.

La investigación científica rara vez ofrece soluciones inmediatas. La mayor parte del tiempo consiste en responder pequeñas preguntas que, poco a poco, van construyendo un conocimiento mucho mayor. Mi trabajo forma parte de ese proceso: entender cómo una pequeña planta responde al calor para que, en el futuro, ese conocimiento pueda aplicarse al desarrollo de cultivos más preparados para afrontar los desafíos ambientales que nos esperan.