Si no lo has hecho nunca, seguro que ahora sí, ya que cualquier organismo vegetal, sin ser capaz de ver, es capaz de distinguir perfectamente no solo la hora del día en la que se encuentra, sino también la distancia de plantas vecinas o la temperatura ambiental.

El saber en qué momento del día se basa en que, igual que nosotros, las plantas tienen ritmos circadianos (ritmos día-noche como los nuestros del sueño). De forma que gracias a este reloj interno la planta sincroniza sus cambios a nivel interno con los cambios externos que se den en el medio al cabo del día.

Ahora bien, ¿Cómo lo hace? Pues, aunque es un proceso muy complejo en el que participan diversas moléculas, vamos a quedarnos con las esenciales, de forma que por mucho que hablemos de plantas vamos a coger el reloj interno de algunas algas, simplemente porque es más sencillo, el de las plantas superiores funciona igual, pero con bucles más complejos en los que hay más proteínas implicadas para obtener el mismo resultado. Así que diremos que esto se hace mediante 3 proteínas: CCA1, LHY y TOC1.

Para entendernos bien, cuando hace calor y hay luz en la planta comenzamos a tener muchas proteínas CCA1 y LHY. Como las condiciones que necesitan estas dos proteínas para formarse en la célula se dan mayoritariamente durante el día, la planta puede saber que es de día si los niveles de estas proteínas frente al resto son altos.

Lo que ocurre es que la relación de estas dos proteínas con la tercera es un tanto diferente, los niveles altos de CCA1 y LHY no permiten que se forme la proteína TOC1.

Conforme va pasando el día, los niveles tan altos que teníamos de CCA1 y LHY van disminuyendo porque ya no se forman tantas (ni hay tanta luz ni hace tanto calor), hasta que, llegada la tarde-noche, los niveles de estas proteínas son mínimos, y esto hace que ya no puedan impedir la formación de la proteína TOC1, por tanto, comenzará a generarse y se darán sus niveles más altos de noche.

Sin embargo, esta proteína no tiene la misma relación con las otras dos, TOC1 ayuda a aumentar la generación de CCA1 y LHY, de forma que, de noche los altos niveles de TOC1 van reponiendo los niveles altos de CCA1 y LHY que teníamos al comienzo del día, estableciendo un bucle que ayudará al reloj biológico de la planta a situarse temporalmente.

De hecho, este bucle en concreto es muy útil para controlar la expresión de los genes que llevan a cabo la floración en plantas, así como para controlar el crecimiento de las raíces.

Este mecanismo es tan útil que se ha estudiado tanto qué ocurre si la planta deja de recibir luz solar, (desencadena una respuesta a ese estrés que consiste en comenzar a movilizar sus energías para poder controlar el tiempo un par de ciclos más, hasta que ya no le es posible continuar en total oscuridad y deja de funcionar porque no hay fotosíntesis) como lo que ocurre si las exponemos al estrés que supone vivir en luz continua (la planta deja de formar TOC1 a la larga porque recibe mucha luz, por tanto para ella será  siempre de día y se dedicará a aumentar los niveles de las proteínas CCA1 y LHY, de forma que el ciclo se irá desajustando cada vez más, y como acción derivada de este desajuste, estas plantas suelen presentar anomalías en el crecimiento).

 

Este artículo nos lo envía Ana Gómez, una estudiante de Biología, una friki a tiempo parcial y una apasionada de la divulgación. «Mi principal campo de interés es la bioquímica, y empecé a divulgar por mi cuenta como forma de contar las diferentes historias que se podían encontrar a lo largo de una carrera tan diversa como la que curso con un pequeño proyecto llamado “In science we have to trust” a modo de prueba y que de momento parece que funciona».

Referencias científicas y más información:

1. Mahmud KP, Holzapfel BP, Guisard Y, Smith JP, Nielsen S, Rogiers SY. Circadian regulation of grapevine root and shoot growth and their modulation by photoperiod and temperature. J Plant Physiol. 2018;222(January):86–93.
2. Nitschke S, Cortleven A, Schmülling T. Novel Stress in Plants by Altering the Photoperiod. Trends Plant Sci. 2017;22(11):913–6.
3. Serrano-Bueno G, Romero-Campero FJ, Lucas-Reina E, Romero JM, Valverde F. Evolution of photoperiod sensing in plants and algae. Curr Opin Plant Biol. 2017;37:10–7.
4. Song YH, Ito S, Imaizumi T. Similarities in the circadian clock and photoperiodism in plants. Curr Opin Plant Biol. 2010;13(5):594–603.
5. Salomé, P. A. and C. R. McClung. 2005. PSEUDO-RESPONSE REGULATOR 7 and 9 are partially redundant genes essential for the temperature responsiveness of the Arabidopsis circadian clock.Plant Cell17:61791–803.