Si un incendio forestal destruye plantas más grandes, las semillas de las llamadas «seguidoras del fuego» ven su oportunidad: éstas tienen una proteína receptora que puede «oler» ciertas moléculas generadas en el humo del material vegetal quemado, las llamadas karriquinas. La proteína receptora llamada KAI2 pone en marcha una cascada de señales que hace que las semillas germinen.
Un equipo de investigadores dirigido por Caroline Gutjahr, profesora de genética vegetal en la Escuela de Ciencias de la Vida Weihenstephan de la TUM, ha descubierto ahora que también desempeña un papel importante en la regulación del crecimiento de las raíces.
Los pelos radiculares aumentan la superficie de la raíz
Para conseguir una gran superficie a través de la cual se pueda absorber el agua y los nutrientes, las raíces de las plantas desarrollan finos pelos radiculares. José Antonio Villaécija-Aguilar, estudiante de doctorado en el equipo de Caroline Gutjahr, ha hecho ahora el descubrimiento de que KAI2 es necesario tanto para el crecimiento de este pelo radicular como para el crecimiento descendente de las raíces.
«Es probable que esto no sólo se aplique al berro de tallo (Arabidopsis), que se puede encontrar en casi todo el mundo y que nosotros utilizamos como planta modelo», dice Caroline Gutjahr, «sino posiblemente también para muchas otras plantas, por ejemplo, los cultivos de cereales».
Las moléculas de humo provocan el crecimiento de los pelos radiculares
Para comprobar su hipótesis, el equipo de investigadores expuso las plantas jóvenes de arabidopsis a las moléculas de karrikin tal y como aparecen en el humo. Efectivamente, esto aumentó significativamente el crecimiento de los pelos de la raíz.
«Nuestros resultados también son interesantes a la luz de la evolución», afirma Caroline Gutjahr. «Es probable que KAI2 fuera inicialmente responsable de controlar ciertos procesos de desarrollo en todas las plantas, como, por ejemplo, el desarrollo de los pelos de la raíz y estructuras similares, en reacción a una hormona vegetal que hasta ahora es desconocida. En el curso de la evolución de las semillas activadas por el fuego, KAI2 thas presumiblemente desarrollado la característica adicional de detectar el humo.»
Utilización en el cultivo de plantas
Los hallazgos no sólo promueven una comprensión más profunda de cómo funcionan las plantas, sino que también pueden ser importantes para la futura agricultura sostenible.
«Con esta nueva y mejor comprensión, de qué mecanismos moleculares juegan un papel en el desarrollo de las raíces y los pelos radiculares, podemos criar plantas que sean más capaces de absorber los nutrientes y el agua del suelo», afirma Caroline Gutjahr. «Esto puede, por ejemplo, ayudar a los cultivos a resistir períodos más largos de sequía, que pueden ocurrir con más frecuencia en el futuro».