Los árboles saben cuándo están torcidos. Cuando un tronco se dobla, el árbol puede percibir ese cambio en su forma y desarrollar madera especializada en el lado convexo de la curva para enderezarse de nuevo. Nuevos experimentos con álamos revelan un sistema de control postural sorprendentemente sofisticado.
En experimentos con álamos jóvenes, los investigadores aislaron esta capacidad de dos de las guías más comunes de las plantas: la gravedad y la luz direccional. Los árboles, a pesar de estar curvados, seguían enderezándose. Lo más sorprendente fue que, al examinarlos al microscopio, descubrieron que lo hacían cambiando el lado del tallo en el que producían madera de tensión, un tejido especializado capaz de generar potentes fuerzas de tracción.
Se creía que la madera de tensión era algo que se formaba en la parte superior de un tronco de madera dura inclinado para tirar de él hacia arriba. Sin embargo, los investigadores descubrieron que su posición puede cambiar a medida que el árbol equilibra continuamente dos tipos de información: hacia dónde apunta la gravedad y cuán curvado se ha vuelto su propio tronco.
¿Hacia dónde está arriba?
Los científicos sospechan desde hace años que las plantas poseen una forma de propiocepción, o la capacidad de percibir la configuración de sus propios cuerpos. Un estudio de 2012 publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences desarrolló un modelo matemático que demostraba que la detección de la gravedad por sí sola no podía explicar cómo los brotes se enderezan suavemente sin sobrepasar repetidamente su objetivo. Estudios posteriores trataron cada vez más la postura de la planta como un sistema de retroalimentación en el que la detección de la gravedad y la detección de la curvatura operan conjuntamente. Una revisión de 2019 sobre el control de la postura de las plantas describió esta corrección continua como fundamental para el crecimiento vertical de las plantas.
Pero, ¿cómo influye esta retroalimentación en las partes leñosas de un árbol?
Para averiguarlo, Alexandre Caulus, Félix Hartmann y sus colegas del INRAE y la Universidad Clermont Auvergne colocaron primero álamos híbridos jóvenes —un cruce entre el álamo temblón europeo (Populus tremula) y el álamo blanco (Populus alba)— en posición horizontal. Los árboles respondieron de forma convencional, inclinándose hacia arriba en aproximadamente 10 días. Luego vino la parte ingeniosa.
Los investigadores colocaron los árboles curvos dentro de cámaras esféricas iluminadas uniformemente desde todas las direcciones. De esta forma, no había ninguna señal direccional de luz. Además, hicieron girar continuamente las plantas alrededor de un eje horizontal en un clinostato. La rotación cambia constantemente la dirección de la gravedad con respecto a la planta, suprimiendo así su capacidad para usar la gravedad como una señal direccional estable.
Lo que seguía siendo relevante para la respuesta de enderezamiento era la propia curvatura del tallo. Durante las semanas siguientes, los tallos doblados se enderezaron.
Cambiar de bando
Durante la curvatura inicial hacia arriba, se formó madera de tensión en la parte superior del tallo. Pero después de que los investigadores suprimieron la detección de la gravedad, la producción en esa zona cesó. En cuestión de días, comenzó a aparecer nueva madera de tensión en el lado opuesto, el convexo, creando una fuerza que redujo progresivamente la curvatura.
La madera de tensión no es simplemente madera común que crece en un lugar inusual. Sus fibras suelen desarrollar una gruesa capa gelatinosa rica en celulosa (capa G). Las hebras de celulosa dentro de esta capa discurren casi paralelas a la longitud de la fibra. A medida que el tejido madura, genera tensión, lo que permite que la madera ejerza presión sobre el tallo circundante.
El nuevo tejido formado durante el enderezamiento presentaba las mismas características anatómicas que la madera de tensión convencional. En comparación con la madera normal, contenía aproximadamente tres veces más fibras en relación con los vasos sanguíneos. Su capa G era también un 37% más gruesa que la madera de tensión producida durante la curvatura inicial hacia arriba.
Esto proporciona al árbol dos sistemas de tracción opuestos. La madera tensada en un lado puede provocar una curvatura; la madera tensada en el otro lado puede contrarrestarla posteriormente.
La respuesta no es instantánea. El estudio reveló un retraso de aproximadamente dos días entre el cambio de las condiciones sensoriales y el inicio de la recuperación de la forma del árbol. Las células cambiales necesitan tiempo para dividirse y desarrollarse en madera nueva, mientras que la formación y activación mecánica de la capa G requieren tiempo adicional.
¡Corrige tu postura!
La implicación más amplia es que la madera de tensión no aparece simplemente en la parte superior de un árbol inclinado, como se describe a menudo en los libros de texto. En cambio, su posición depende de información sensorial contrapuesta. La gravedad le indica al árbol su orientación, mientras que la propiocepción le informa sobre la curvatura de su tronco. Cuando predomina la percepción de la gravedad, se forma madera de tensión que puede elevar el tronco. Cuando la percepción de la curvatura toma el control, el tejido puede desplazarse lateralmente y enderezar el tronco.
“¡Lo que hemos descubierto es un auténtico circuito sensoriomotor que opera en las partes leñosas de los árboles!”, declaró Bruno Moulia, director de investigación del INRAE y autor principal del estudio.
Podría decirse que, en cierto modo, los árboles desarrollan “músculos” para corregir su postura, pero la comparación sólo es útil hasta cierto punto. Los árboles no tienen ni músculos ni sistema nervioso, y los investigadores aún no han identificado la vía molecular completa que vincula la detección de la curvatura con la producción de madera de tensión. Lo que los experimentos establecen es el propio sistema de retroalimentación: el árbol percibe su forma cambiante y modifica la forma en que genera madera generadora de fuerza en respuesta.
Estudios previos en Arabidopsis ya habían demostrado que la flexión inducida por la gravedad y el enderezamiento activo actúan conjuntamente para controlar la postura de la planta. Los nuevos experimentos muestran cómo los árboles pueden lograr el mismo tipo de corrección utilizando madera recién formada.
Los árboles se enfrentan repetidamente a vientos, cargas de nieve, crecimiento irregular y perturbaciones que desvían sus troncos de su posición ideal. Por lo tanto, mantenerse erguidos no es un logro puntual, sino algo que el árbol corrige continuamente.
El estudio fue publicado en la revista New Phytologist.
Fuente: ZME Science.