Las plantas para las que (casi) no hay sequía: descubren el código molecular para adaptarse a la falta de agua

Una investigación liderada por el Instituto de Química Física Blas Cabrera (IQF) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), con participación del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP, CSIC-UPV), ha descubierto el código molecular que permite a las plantas ajustar su sensibilidad y respuesta a la falta de agua.

Según recoge la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), este trabajo ha identificado cómo se activan determinadas proteínas clave en situaciones de estrés hídrico, lo que abre la puerta a posibles mejoras en la resistencia de los cultivos.

El ácido abscísico (ABA), una hormona vegetal conocida por su papel en la respuesta al estrés, resulta clave en el hallazgo, ya que cuando las plantas detectan escasez de agua, esta molécula actúa como señal de alarma y desencadena una serie de mecanismos de defensa, entre ellos se encuentran el cierre de los estomas —los poros de las hojas que regulan la transpiración— y la activación de genes implicados en la conservación del agua.

«Nuestro trabajo desvela cómo las plantas han ajustado evolutivamente su capacidad para percibir esta hormona», señala Armando Albert, investigador del IQF-CSIC.

El documento advierte que la intensidad de esta respuesta no es uniforme y depende de una familia de proteínas receptoras que funcionan como sensores del ABA. Estas proteínas determinan cuánto y cómo responde la planta ante la sequía, modulando la sensibilidad del sistema. Lo que ha descubierto el equipo es la identificación del conjunto mínimo de instrucciones moleculares que controla el comportamiento de estos receptores, actuando como una especie de código interno que ajusta la respuesta fisiológica.

Este mecanismo no solo actúa como un interruptor que determina si esta familia de proteínas debe activarse o no ante la presencia de la hormona ABA, sino también funciona como un regulador de precisión. Esto permite a la planta calibrar la intensidad de la respuesta, desde una reacción leve para ahorrar agua hasta una defensa inmediata en situaciones de sequía extrema

Los científicos han demostrado cómo este código ha evolucionado para ampliar el rango de condiciones ambientales a las que las plantas pueden responder. Este hallazgo se ha realizado tras comparar tres receptores que representan los extremos y los puntos intermedios en la evolución de la percepción de ABA en plantas, desde especies primitivas hasta cultivos actuales.

Los resultados revelan cómo las plantas han resuelto, a través de la evolución, el equilibrio entre la sensibilidad para activar sus defensas y la robustez para calibrar el grado de activación. «Algunos receptores son altamente sensibles y detectan niveles bajos de ABA en condiciones de estrés leve, mientras que otros requieren concentraciones más elevadas de la hormona, permitiendo mantener la respuesta durante episodios de sequía severa», explica Pedro Luis Rodríguez, investigador del IBMCP.

Las plantas se han adaptado a entornos cambiantes durante más de 450 millones de años, desde su transición desde el medio acuático a la vida terrestre. A lo largo de este proceso evolutivo, desarrollaron sofisticados mecanismos para hacer frente a la escasez de agua, uno de los principales factores que limita la supervivencia vegetal y la productividad agrícola.

Este proceso natural fue modulado por el ser humano con el inicio de la agricultura, hace unos 10.000 años, cuando las especies cultivadas fueron seleccionadas por su mayor rendimiento. Sin embargo, esta selección introdujo un compromiso fundamental: «Una mayor productividad suele ir asociada a un mayor consumo de agua, lo que hace que los cultivos sean más vulnerables a la sequía», concluye Albert.

Los investigadores reivindican que su descubrimiento no solo explica el mecanismo que emplean las plantas para responder ante la escasez de agua, sino que demuestra la posibilidad de modificar este código molecular.