¿Quién no se ha cautivado con un girasol? La belleza de esta flor, que mira siempre al Sol -como dice el autor en este texto publicado en Cienciario el 19 de marzo del 2018- se compagina con un fenómeno de movimiento fototrópico que desde el siglo XVI atrajo a los científicos.
Rafael Salgado-Garciglia
Ahora es muy común ver flores de girasol (Helianthus annuus) en casi cualquier florería, pero esta planta puede verse en praderas o campos de cultivo, en donde es posible notar que sus flores -aunque lo correcto es llamarlas capítulo o cabeza floral porque es un conjunto de flores-, generalmente están orientadas hacia el sol. De hecho, lo peculiar de estas plantas es que miran siempre al sol, realizando un movimiento de Este a Oeste durante el día, regresando a la posición Este por la noche.
En el artículo “No camino, pero me muevo: movimiento en plantas”, publicado en Cienciario (http://michoacantrespuntocero.com/cienciario.mx/no-camino-pero-me-muevo-movimiento-en-plantas/), les hablé sobre el movimiento de las plantas y no me referí al movimiento heliotrópico, «movimiento en dirección al sol» de estas flores, ya que éste se realiza por dos mecanismos o procesos fisiológicos que al describirlos contestaremos las siguientes preguntas:
¿Por qué y cómo estas flores presentan este movimiento siguiendo la luz del sol?
Pero, primero un poco de historia. El movimiento fototrópico de las flores de girasol es uno de los más conocidos, observados y estudiados por prestigiosos botánicos, los primeros en describirlo fueron el botánico inglés John Gerard (1597) y el alemán Athanasius Kircher (1643). Este último, en el siglo diecisiete estableció el “dogma del girasol” con el que propuso este movimiento como “el reloj del girasol”, publicado en el libro Regnum Naturae Magneticum en 1667, con el que se describe como el capítulo floral del girasol rastrea al sol durante el día, desde las 06:00 horas AM, hasta las 12 (mediodía) y hasta las 18:00 horas PM. Posteriores estudios fueron realizados a finales del siglo diecinueve, incluyendo a Charles Darwin quien lo menciona en su libro El poder del movimiento en las plantas.
Por las investigaciones realizadas en el siglo veinte, ahora sabemos que el movimiento de las plantas como el fototropismo y el heliotropismo, se debe principalmente a la acción de la auxina AIA (ácido indol-3-acético) y hasta hace apenas unos dos años se encontraron evidencias más claras para explicar este movimiento tan particular. Con dichos estudios se estableció que los girasoles dejan de hacer este movimiento cuando las flores inician la formación de las semillas y cesa el crecimiento del tallo.
Movimiento dirigido por la auxina
El primer mecanismo involucrado en este tipo de movimiento, es el básico que ocurre durante el crecimiento de las plantas dirigido por la luz, en el que las hormonas vegetales como las auxinas y las citocininas tienen la función de tres procesos importantes en las plantas, la división, la elongación y la diferenciación celular, llevando al crecimiento y desarrollo de tejidos y órganos. La auxina (AIA) es la que controla el crecimiento para que se realice este movimiento hacia la luz del sol, ya que en tallos expuestos a diferentes intensidades de luz se obtiene un crecimiento mayor en la parte donde recibe menos luz (sombra), provocando una curvatura en los tallos en crecimiento, dirigiendo a éstos hacia la luz. Esto se explica debido a que las moléculas de AIA son fotosensibles, es decir se descomponen con la luz, por lo tanto, en la parte sombreada siempre habrá una mayor cantidad de la auxina, causando una mayor elongación celular en esta parte del tallo.
Lo anterior es precisamente lo que ocurre con los girasoles, esa diferencia en el contenido de la auxina va cambiando durante el día, lo que determina que la cabeza floral del girasol vaya girando en dirección de este a oeste. Por la noche, ésta retorna a la posición inicial con dirección al este y siempre por las mañanas “las flores miran al sol” de nuevo. Recalco, que esto solo ocurre cuando los tallos de los girasoles están en crecimiento, cuando alcanzan la madurez quedan en la posición hacia el este.
Con esto queda establecido que realmente el movimiento heliotrópico de los girasoles está dado por la diferencia del contenido de la auxina en la parte superior del tallo -la que está en crecimiento activo- que incluye a las hojas superiores y al capítulo floral. El transporte de la auxina hacia partes inferiores del tallo es el responsable para que éste tenga un crecimiento recto.
Movimiento por ritmo circadiano
Los ritmos circadianos o también denominados ritmos biológicos (reloj biológico) son oscilaciones de diferentes procesos fisiológicos como la apertura-cerrado de estomas, la floración y algunos tropismos que ocurren en plantas en intervalos regulares de tiempo, asociados a cambios ambientales rítmicos como el día y la noche. Son considerados así solo cuando estos ritmos persisten aun en condiciones sin estímulos externos.
El científico Stacey Harmer que lidera un grupo de investigación en la Universidad de California en Berkeley y de la Universidad de Virginia, de los Estados Unidos de América, descubrió que otro mecanismo involucrado en el movimiento de los girasoles se debe a su reloj circadiano interno, que actúa sobre las hormonas del crecimiento, para que sigan al sol durante el día, a medida que crecen. Los estudios se realizaron con el propósito de explicar cómo o porqué los girasoles durante la noche giraban hacia la posición este, determinando que es el reloj biológico y no la luz, lo que sincroniza el movimiento a dicha dirección en la madrugada.
Por lo tanto, el movimiento general de los girasoles es controlado por la dirección de la luz, pero regulado por el reloj circadiano de la planta.
Pero, ¿por qué los girasoles “miran” al Sol?
Inicialmente, la única explicación del porqué los girasoles consiguieron desarrollar el movimiento en dirección al Sol, era para optimizar la fotosíntesis, ya que a una mayor exposición de las hojas hacia la luz se consigue maximizar la asimilación del dióxido de carbono, lo que lleva a un crecimiento integral de la planta.
Ahora se sabe también, que este movimiento lo hacen para asegurar una eficiente polinización, ya que se ha descubierto que las flores de girasol cuando están en dirección al sol, éstas adquieren una mayor temperatura, factor que atrae a las abejas y a otros insectos polinizadores.
El movimiento heliotrópico no es único en los girasoles, también en plantas como fulgor dorado (Rudbeckia laciniata), botón de oro (Ranunculus adoneus), pensamiento silvestre (Viola pedunculata) e incluso en la alfalfa, la soya, el garbanzo, la caléndula y el algodón, las flores o sus inflorescencias giran en dirección al sol, aunque en éstas, el movimiento no es tan preciso como el del girasol.
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