Objetivo: desestresar a las plantas para que nos den más
El Cebas-CSIC estudia cómo se defienden los vegetales contra males como la salinidad y la sequía para conseguir mejores cosechas. El proyecto está financiado por el Gobierno de la Región de Murcia a través de la Fundación Séneca
Tanto si se es un humano como un animal de cuatro patas, si el sol aprieta y el agua para beber tiene demasiada sal entonces te vas. Ni un árbol ni un arbusto, por ligero que sea, pueden hacer lo mismo, así que han tenido que buscar otras estrategias para combatir el estrés que les provoca, entre otros males, la salinidad y la sequía, que son bastante comunes en territorios como el nuestro. Si somos capaces de conocer lo suficientemente bien estos mecanismos vegetales podremos entonces mejorar las cosechas durante los momentos duros. Al microscopio de un proyecto singular que trata de desentrañar el engranaje defensivo de las plantas ante los cambios ambientales se encuentra la doctora Ana Jiménez Hurtado, del Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (Cebas), la entidad de referencia que el CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) tiene en la Región de Murcia. Ella dirige al grupo de especialistas centrado, en concreto, en unos receptores de las plantas que les activa respuestas tan útiles como la de cerrar los poros de las hojas para no perder agua durante situaciones límite
La salinidad, «muy extendida junto a la sequía en regiones como la nuestra, donde escasea el agua», y que «junto a las cada vez más altas temperaturas, generan salinización en aguas de riego y suelo», es uno de esos males que señala Jiménez Hurtado como detonantes de estrés en los cultivos. Y entre las consecuencias negativas que les provocan estas situaciones cita la oxidación, «que daña a todo tipo de moléculas, como a las proteínas, los lípidos y al material genético como el ADN».
Y contra la oxidación, lo que existen son los antioxidantes, entre otros compuestos, encargados de combatir y eliminar esas oxidaciones dañinas. La investigadora del Cebas-CSIC detalla que su estudio se ocupa de unas proteínas, «que se llaman tiorredoxinas», capaces de eliminar la oxidación de otras proteínas que se encuentran inactivas. «Entre estas proteínas a las que regula estamos investigando a unos receptores de la hormona ácido abscísico (ABA), que es considerada la hormona del estrés en plantas». En esas situaciones estresantes, precisa, aumenta «y desencadena una respuesta a base de señales que les permiten luchar frente al estrés y combatirlo». En este punto es en el que la doctora Jiménez pone como ejemplo de uno de los efectos que provoca el del cierre de los estomas (unos poros por los que la planta transpira y realiza los intercambios de oxígeno y C02) cuando detecta excesiva salinidad o sequía. Así es como el vegetal logra no perder agua.
Las claves
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La amenaza En regiones como la nuestra el riesgo de que las plantas sufran estrés por excesiva salinidad y sequía es cada vez mayor.
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El remedio Los vegetales, como no pueden escapar, han desarrollado mecanismos para defenderse frente al estrés de estas circunstancias.
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La aplicación Si se estudian bien estos procesos será posible encontrar vías para desarrollar cultivos más saludables, seguros y sostenibles.
La clave está en conocer el mecanismo que permite a las plantas detectar el estrés, porque ese conocimiento se puede emplear para potenciar sus defensas. «Aquí entran en juego nuestras proteínas antioxidantes tiorredoxinas, que van a ayudar a que estos receptores de ABA funcionen correctamente y desencadenen las rutas de señales que terminen por generar más compuestos (soldados celulares) que combatan y restauren los daños generados por el estrés». El calcio y los ciclos de luz y oscuridad son otros actores implicados en esas señales que desencadenan las respuestas protectoras. Y de este modo, también componen «otros aspectos a estudiar en nuestro proyecto con la posible implicación de las tiorredoxinas en su óptimo funcionamiento durante el estrés».
El proyecto, que arrancó en enero de 2023 y concluirá en diciembre de 2025 (aunque «los resultados seguro que constituirán el germen de nuevas investigaciones»), ha llamado la atención de la Consejería de Medio Ambiente, Universidades, Investigación y Mar Menor, que ha decidido financiarlo a través de la Fundación Séneca.
Para Ana Jiménez «esta investigación nos permitirá potenciar la respuesta óptima de plantas bajo salinidad como uno de los estreses que más afectan nuestras cosechas». De esa forma, añade, se podrá «aumentar resistencia en un marco de cambio climático y desarrollo de cultivos saludables, seguros y sostenibles».
La doble cara del oxígeno
La doctora del grupo de Biología del Estrés y Patología Vegetal del Cebas CSIC Ana Jiménez Hurtado lleva muchos años, afirma, ocupada en el campo de los antioxidantes. «Y ahora, relacionados con ellos, me he centrado en otros aspectos de la regulación de la oxidación-reducción, porque es algo intrínseco a los organismos que usamos el oxígeno». Este oxígeno «tiene dos caras», simplifica. Una es buena e imprescindible para vivir, como bien sabemos, y encima sirve de señal de estrés. Y la otra es la mala, «porque oxida y daña a todo tipo de moléculas en respuesta a muchos tipos de estrés, incluidas patologías en animales y humanos». Se trata de un área no sólo «muy interesante», a juicio de la especialista, sino que además resulta «de gran aplicación en muy diversos aspectos».
En este contexto, concluye, «y visto que el cambio climático cada vez es más acusado y las plantas lo sufren con más frecuencia al tener que combatir cada vez ambientes más oxidativos, creo que es importante que la investigación en este campo se dirija hacia estos procesos y así poder mejorar la respuesta de las plantas y, por tanto, de las cosechas, algo esencial para nuestra supervivencia».
Las investigaciones sobre los mecanismos de respuestas al estrés de los vegetales, y concretamente al estrés salino, están a la orden del día en regiones como la de Murcia, donde estos fenómenos dañan las cosechas. En este marco, apunta Jiménez Hurtado, «se le está dando cada vez más importancia a los procesos de regulación de la oxidación-reducción y a los antioxidantes que los controlan». La atención que están concitando se debe a que la oxidación es un componente intrínseco en la mayoría de situaciones de estrés, «incluidas las enfermedades tanto de plantas y animales como humanas». Lo llamativo, además, es que aparecen «mecanismos y proteínas implicadas comunes en todos ellos».
