Las plantas forman recuerdos.
Los científicos están comenzando a entender que las plantas tienen habilidades, antes desapercibidas y sin imaginar, que sólo hemos asociado con los animales. A su manera, las plantas pueden ver, oler, sentir, oír y saber dónde están en el mundo.
Un estudio reciente encontró que los grupos de células en embriones de plantas actúan como células cerebrales y ayudan al embrión a decidir cuándo comenzar a crecer.
Monica Gagliano comenzó a estudiar el comportamiento de las plantas porque estaba cansada de matar animales. Ahora, una ecologista evolucionista de la Universidad de Australia Occidental en Perth, cuando era estudiante y postdoctoral, había estado dejando sus temas de investigación al final de los experimentos, el protocolo estándar para muchos estudios con animales. Si trabajaba en plantas, sólo podía probar una hoja o un trozo de raíz. Cuando cambió su lealtad profesional a las plantas, sin embargo, trajo consigo algunas ideas del mundo animal y pronto empezó a explorar preguntas que pocos especialistas de la planta investigan: las posibilidades de comportamiento, aprendizaje y memoria de la planta.
"Comienzas un proyecto, y al abrir la caja hay muchas otras preguntas dentro, así que sigues el rastro", dice Gagliano. "A veces, si rastrea el rastro, terminan en lugares como plantas pavlovianas".
En sus primeros experimentos con el aprendizaje de plantas, Gagliano decidió probar sus nuevos temas de la misma manera que los animales. Empezó con la habituación, la forma más simple de aprender. Si las plantas encontraron el mismo estímulo inofensivo una y otra vez, ¿su respuesta a él cambiaría?
En el centro del experimento estaba la planta Mimosa pudica , que tiene una respuesta dramática a estímulos mecánicos desconocidos: sus hojas se cierran, quizás para asustar herbívoros ansiosos. Utilizando un carril especialmente diseñado, Gagliano presentó su M. pudica a una nueva experiencia. Los dejó caer, como si estuvieran en un emocionante paseo en un parque de atracciones para las plantas. Las plantas de mimosa reaccionaron. Sus hojas se cerraron fuertemente. Pero como Gagliano repitió el estímulo-siete series de 60 gotas cada una, todo en un solo día- la respuesta de las plantas cambió. Pronto, cuando fueron abandonados, no reaccionaron en absoluto. No era que estuvieran desgastados: cuando los sacudió, cerraron las hojas con fuerza. Era como si supieran que dejarlo caer no era nada de que preocuparse.
Tres días después, Gagliano regresó al laboratorio y probó de nuevo las mismas plantas. Bajaron y ... nada. Las plantas eran tan estoicas como antes.
Esto fue una sorpresa. En los estudios de animales como las abejas, una memoria que se pega durante 24 horas se considera a largo plazo. Gagliano no esperaba que las plantas mantuvieran los días de entrenamiento más tarde. "Luego volví seis días después, y lo hice de nuevo, pensando seguramente que ahora se olvidaron", dice. "En su lugar, recordaron, exactamente como si acabaran de recibir el entrenamiento".
Esperó un mes y los dejó de nuevo. Sus hojas permanecían abiertas. Según las reglas que los científicos aplican rutinariamente a los animales, las plantas mimosa habían demostrado que podían aprender.
De los posibles talentos de plantas que han ido sub-reconocidos, la memoria es uno de los más intrigantes. Algunas plantas viven toda su vida en una temporada, mientras que otras crecen durante cientos de años. De cualquier manera, no ha sido obvio para nosotros que ninguno de ellos se aferran a los acontecimientos pasados de maneras que cambian cómo reaccionan ante los nuevos desafíos. Pero los biólogos han demostrado queciertas plantas en ciertas situaciones pueden almacenar información sobre sus experiencias y usar esa información para guiar cómo crecen, se desarrollan o se comportan. Funcionalmente, al menos, parecen estar creando recuerdos. Cómo, cuándo y por qué forman estos recuerdos podría ayudar a los científicos a entrenar a las plantas para enfrentar los desafíos-suelo pobre, sequía, calor extremo- que están ocurriendo con creciente frecuencia e intensidad. Pero primero tienen que entender: ¿Qué recuerda una planta? ¿Qué es mejor olvidar?
Los científicos se han negado a estudiar lo que podría denominarse cognición de las plantas en parte debido a su asociación con la pseudociencia, como el popular libro de 1973 La vida secreta de las plantas . Ciertos tipos de recuerdos vegetales se confundieron también, con teorías desacreditadas de la evolución. Una de las formas más bien conocidas de la memoria vegetal, por ejemplo, es la vernalización, en la que las plantas conservan la impresión de un largo período de frío, lo que les ayuda a determinar el momento adecuado para producir flores. Estas plantas crecen a lo largo de la caída, se preparan durante el invierno, y florecen en los días más largos de la primavera, pero sólo si tienen un recuerdo de haber pasado ese invierno. Esta idea poética está estrechamente relacionada con Trofim Lysenko, uno de los científicos más infames de la Unión Soviética.
Lysenko descubrió a principios de su carrera que al calmar las semillas podía convertir variedades de cereales de invierno, normalmente plantadas en otoño y cosechadas en primavera, en variedades de primavera, plantadas y cosechadas en la misma estación de crecimiento. Estaba, en esencia, implantando una falsa memoria del invierno en plantas que necesitan una señal fría para crecer. A pesar de esta intuición, Lysenko no era un científico muy bueno. Pero después de publicar los primeros trabajos sobre la vernalización a finales de los años veinte, el gobierno soviético, en busca de una panacea agrícola, lo inundó con dinero y prestigio. Cuando Lysenko ganó el poder, hizo afirmaciones escandalosas sobre su idea original. La vernalización, dijo, podría transformar todo tipo de plantas, incluyendo la papa y el algodón, y aumentar la abundancia de tierras soviéticas.
La evidencia de estas afirmaciones era escasa, pero eso no importaba. En 1936, Lysenko dirigía un importante instituto de investigación y era miembro del Comité Ejecutivo Central, el nexo del poder soviético. Con la ayuda de un filósofo nombrado por el gobierno, Lysenko desarrolló una teoría de su trabajo que mezclaba el marxismo con las ideas desacreditadas del naturalista francés Jean-Baptiste Lamarck. Los descendientes de las plantas vernalizadas podrían heredar esa característica adquirida, de modo que al cambiar su entorno podría crear nuevas razas de cultivos básicos en una fracción del tiempo de las técnicas de cría tradicionales, al igual que, al cambiar el ambiente de trabajo clase, el comunismo podría crear una nueva raza de hombres.
"Todas las afirmaciones estaban basadas en un principio de maleabilidad, que los genes no eran tan importantes", dice Loren Graham, un historiador emérito de Harvard que ha seguido la carrera de Lysenko. "Lysenko era un poco confuso sobre la existencia de genes."
En la práctica, la teoría de Lysenko se vino abajo. No podía criar nuevas variedades de granos que heredaran recuerdos del invierno. Había prometido campos más completos que nunca, pero sus ideas no podían salvar al país del hambre en 1946 y 1947. Y cuando los genetistas cuestionaron sus ideas, Lysenko las denunció, lo que llevó a encarcelamiento ya la muerte de cientos de científicos. A menudo se dice que es responsable de crear una generación desaparecida de genetistas rusos, que renunciaron a su trabajo, abandonaron el país o fueron castigados por ir en su contra.Sin ellos, Lysenko nunca pudo ver dónde estaba (las plantas podían formar estos recuerdos del invierno) y donde había fallado (este tipo de memoria, al menos, no puede transmitirse a través de generaciones). Se necesitó una generación de científicos, trabajando en Occidente, para descubrir los verdaderos secretos del fenómeno que Lysenko afirmó como suyo, pero que nunca lo comprendió realmente.
Las plantas, señala, tienen habilidades increíbles para recuperarse de las condiciones estresantes. En un artículo publicado este verano, por ejemplo, Crisp y sus colegas descubrieron que las plantas sometidas a un ligero estrés se recuperaban rápidamente -sólo piensa cómo, con el cuidado adecuado, una planta de casa abandonada puede recuperarse de un desorden marrón marchitado. Los científicos han informado ahora un montón de ejemplos de la formación de la memoria de la planta, pero naturalmente son menos propensos a publicar resultados de experimentos donde las plantas podrían formar recuerdos, pero no lo hacen. Uno de los mayores retos del campo de estudio es incluso identificar si una planta ha formado una memoria o no.
Cuando Crisp y sus colegas diseñan estudios de laboratorio, tienen que controlar cualquier número de factores de confusión para determinar si los recuerdos que observan son el resultado del estrés experimental. "No es como si la planta experimentara algo y dijera:" Oh, recuerdo esto ", dice Steven Eichten, coautor de Crisp, de la Universidad Nacional de Australia. "Ocurre tener este marcador químico, un cambio a nivel molecular." Identificar ese cambio y atribuirlo al estrés experimental puede ser difícil. Incluso cuando los científicos saben que una memoria puede formarse en una planta, pueden no necesariamente reconocerla en otra. El mecanismo de memoria que involucra a FLC en el que Amasino trabajó, por ejemplo, sólo funciona en el berro de thale. Las plantas de remolacha y de trigo tienen sus propios mecanismos moleculares de vernalización, que sirven la misma función pero evolucionaron independientemente. Identificar una verdadera memoria en el campo es mucho más difícil.
En sus experimentos, sin embargo, Crisp y Eichten no observan muchas memorias de plantas que se forman. ¿Y si, preguntan, la memoria vegetal es rara simplemente porque es mejor que las plantas olviden? "Tener una memoria, mantener un seguimiento molecular de las señales que ha recibido en el pasado de su entorno, tiene un costo", dice Eichten. "Ya que no vemos los recuerdos con tanta frecuencia ... tal vez las plantas no quieren recordar las cosas todo el tiempo. Tal vez es mejor poner sus energías en otro lugar". Incluso cuando los recuerdos se forman, pueden desaparecer. Otro grupo de investigación ha demostrado, por ejemplo, que una planta puede formar una memoria epigenética del estrés salino y transmitirla a lo largo de generaciones, pero que si el estrés se desvanece, también lo hace la memoria. Una planta que recuerda demasiado podría sacrificar el crecimiento sano para estar constantemente en guardia contra la sequía, la inundación, la sal, los insectos. Mejor, tal vez, dejar que esas experiencias negativas ir, en lugar de siempre prepararse para lo peor.
Un estudio reciente encontró que los grupos de células en embriones de plantas actúan como células cerebrales y ayudan al embrión a decidir cuándo comenzar a crecer.
Monica Gagliano comenzó a estudiar el comportamiento de las plantas porque estaba cansada de matar animales. Ahora, una ecologista evolucionista de la Universidad de Australia Occidental en Perth, cuando era estudiante y postdoctoral, había estado dejando sus temas de investigación al final de los experimentos, el protocolo estándar para muchos estudios con animales. Si trabajaba en plantas, sólo podía probar una hoja o un trozo de raíz. Cuando cambió su lealtad profesional a las plantas, sin embargo, trajo consigo algunas ideas del mundo animal y pronto empezó a explorar preguntas que pocos especialistas de la planta investigan: las posibilidades de comportamiento, aprendizaje y memoria de la planta.
"Comienzas un proyecto, y al abrir la caja hay muchas otras preguntas dentro, así que sigues el rastro", dice Gagliano. "A veces, si rastrea el rastro, terminan en lugares como plantas pavlovianas".
En sus primeros experimentos con el aprendizaje de plantas, Gagliano decidió probar sus nuevos temas de la misma manera que los animales. Empezó con la habituación, la forma más simple de aprender. Si las plantas encontraron el mismo estímulo inofensivo una y otra vez, ¿su respuesta a él cambiaría?
En el centro del experimento estaba la planta Mimosa pudica , que tiene una respuesta dramática a estímulos mecánicos desconocidos: sus hojas se cierran, quizás para asustar herbívoros ansiosos. Utilizando un carril especialmente diseñado, Gagliano presentó su M. pudica a una nueva experiencia. Los dejó caer, como si estuvieran en un emocionante paseo en un parque de atracciones para las plantas. Las plantas de mimosa reaccionaron. Sus hojas se cerraron fuertemente. Pero como Gagliano repitió el estímulo-siete series de 60 gotas cada una, todo en un solo día- la respuesta de las plantas cambió. Pronto, cuando fueron abandonados, no reaccionaron en absoluto. No era que estuvieran desgastados: cuando los sacudió, cerraron las hojas con fuerza. Era como si supieran que dejarlo caer no era nada de que preocuparse.
Tres días después, Gagliano regresó al laboratorio y probó de nuevo las mismas plantas. Bajaron y ... nada. Las plantas eran tan estoicas como antes.
Esto fue una sorpresa. En los estudios de animales como las abejas, una memoria que se pega durante 24 horas se considera a largo plazo. Gagliano no esperaba que las plantas mantuvieran los días de entrenamiento más tarde. "Luego volví seis días después, y lo hice de nuevo, pensando seguramente que ahora se olvidaron", dice. "En su lugar, recordaron, exactamente como si acabaran de recibir el entrenamiento".
Esperó un mes y los dejó de nuevo. Sus hojas permanecían abiertas. Según las reglas que los científicos aplican rutinariamente a los animales, las plantas mimosa habían demostrado que podían aprender.
De los posibles talentos de plantas que han ido sub-reconocidos, la memoria es uno de los más intrigantes. Algunas plantas viven toda su vida en una temporada, mientras que otras crecen durante cientos de años. De cualquier manera, no ha sido obvio para nosotros que ninguno de ellos se aferran a los acontecimientos pasados de maneras que cambian cómo reaccionan ante los nuevos desafíos. Pero los biólogos han demostrado queciertas plantas en ciertas situaciones pueden almacenar información sobre sus experiencias y usar esa información para guiar cómo crecen, se desarrollan o se comportan. Funcionalmente, al menos, parecen estar creando recuerdos. Cómo, cuándo y por qué forman estos recuerdos podría ayudar a los científicos a entrenar a las plantas para enfrentar los desafíos-suelo pobre, sequía, calor extremo- que están ocurriendo con creciente frecuencia e intensidad. Pero primero tienen que entender: ¿Qué recuerda una planta? ¿Qué es mejor olvidar?
Los científicos se han negado a estudiar lo que podría denominarse cognición de las plantas en parte debido a su asociación con la pseudociencia, como el popular libro de 1973 La vida secreta de las plantas . Ciertos tipos de recuerdos vegetales se confundieron también, con teorías desacreditadas de la evolución. Una de las formas más bien conocidas de la memoria vegetal, por ejemplo, es la vernalización, en la que las plantas conservan la impresión de un largo período de frío, lo que les ayuda a determinar el momento adecuado para producir flores. Estas plantas crecen a lo largo de la caída, se preparan durante el invierno, y florecen en los días más largos de la primavera, pero sólo si tienen un recuerdo de haber pasado ese invierno. Esta idea poética está estrechamente relacionada con Trofim Lysenko, uno de los científicos más infames de la Unión Soviética.
Lysenko descubrió a principios de su carrera que al calmar las semillas podía convertir variedades de cereales de invierno, normalmente plantadas en otoño y cosechadas en primavera, en variedades de primavera, plantadas y cosechadas en la misma estación de crecimiento. Estaba, en esencia, implantando una falsa memoria del invierno en plantas que necesitan una señal fría para crecer. A pesar de esta intuición, Lysenko no era un científico muy bueno. Pero después de publicar los primeros trabajos sobre la vernalización a finales de los años veinte, el gobierno soviético, en busca de una panacea agrícola, lo inundó con dinero y prestigio. Cuando Lysenko ganó el poder, hizo afirmaciones escandalosas sobre su idea original. La vernalización, dijo, podría transformar todo tipo de plantas, incluyendo la papa y el algodón, y aumentar la abundancia de tierras soviéticas.
La evidencia de estas afirmaciones era escasa, pero eso no importaba. En 1936, Lysenko dirigía un importante instituto de investigación y era miembro del Comité Ejecutivo Central, el nexo del poder soviético. Con la ayuda de un filósofo nombrado por el gobierno, Lysenko desarrolló una teoría de su trabajo que mezclaba el marxismo con las ideas desacreditadas del naturalista francés Jean-Baptiste Lamarck. Los descendientes de las plantas vernalizadas podrían heredar esa característica adquirida, de modo que al cambiar su entorno podría crear nuevas razas de cultivos básicos en una fracción del tiempo de las técnicas de cría tradicionales, al igual que, al cambiar el ambiente de trabajo clase, el comunismo podría crear una nueva raza de hombres.
"Todas las afirmaciones estaban basadas en un principio de maleabilidad, que los genes no eran tan importantes", dice Loren Graham, un historiador emérito de Harvard que ha seguido la carrera de Lysenko. "Lysenko era un poco confuso sobre la existencia de genes."
En la práctica, la teoría de Lysenko se vino abajo. No podía criar nuevas variedades de granos que heredaran recuerdos del invierno. Había prometido campos más completos que nunca, pero sus ideas no podían salvar al país del hambre en 1946 y 1947. Y cuando los genetistas cuestionaron sus ideas, Lysenko las denunció, lo que llevó a encarcelamiento ya la muerte de cientos de científicos. A menudo se dice que es responsable de crear una generación desaparecida de genetistas rusos, que renunciaron a su trabajo, abandonaron el país o fueron castigados por ir en su contra.Sin ellos, Lysenko nunca pudo ver dónde estaba (las plantas podían formar estos recuerdos del invierno) y donde había fallado (este tipo de memoria, al menos, no puede transmitirse a través de generaciones). Se necesitó una generación de científicos, trabajando en Occidente, para descubrir los verdaderos secretos del fenómeno que Lysenko afirmó como suyo, pero que nunca lo comprendió realmente.
Aun cuando Lysenko estaba haciendo sus declaraciones grandiosas, los científicos del otro lado de la Cortina de Hierro estaban tratando de entender cómo funciona la vernalización. Algunas de las investigaciones más importantes para examinar este misterio tuvieron lugar en Tübingen, Alemania, en el laboratorio de Georg Melchers y Anton Lang. Melchers era un biólogo principal del desarrollo de la planta, y Lang era biólogo ruso del refugiado apátrida. Juntos estudiaron la vernalización en busca del secreto bioquímico de la floración, una hipotética hormona vegetal que los científicos llamaron "florigen".
Uno de sus temas de estudio fue una morena llamada henbane, Hyoscyamus niger. Algunas plantas florecen después de alcanzar cierto punto en su desarrollo, como los adolescentes que alcanzan la pubertad y comienzan a desfilar su recién descubierta sexualidad inmediatamente, independientemente de las consecuencias. Otras plantas, sin embargo, se comportan más como adolescentes que esperan a que las vacaciones de verano se vuelvan locas: sólo florecen cuando reciben señales de su entorno que es el momento ideal para hacerlo. Henbane es uno de los últimos y requiere tanto un período de frío y la luz adecuada para florecer. En lugar de crecer y morir en una temporada, como hacen las plantas anuales, ciertas variedades de henbane son bienales, con un ciclo de vida que abarca dos temporadas de crecimiento. En su primera primavera y verano, estas plantas crecen tanto como pueden, pero se mantienen atrás de la floración.Para una bienal, estos requisitos duales tienen sentido: evitan que la planta florezca en el otoño, cuando la luz es correcta, pero los días fríos del invierno condenarían sus flores.
Uno de sus temas de estudio fue una morena llamada henbane, Hyoscyamus niger. Algunas plantas florecen después de alcanzar cierto punto en su desarrollo, como los adolescentes que alcanzan la pubertad y comienzan a desfilar su recién descubierta sexualidad inmediatamente, independientemente de las consecuencias. Otras plantas, sin embargo, se comportan más como adolescentes que esperan a que las vacaciones de verano se vuelvan locas: sólo florecen cuando reciben señales de su entorno que es el momento ideal para hacerlo. Henbane es uno de los últimos y requiere tanto un período de frío y la luz adecuada para florecer. En lugar de crecer y morir en una temporada, como hacen las plantas anuales, ciertas variedades de henbane son bienales, con un ciclo de vida que abarca dos temporadas de crecimiento. En su primera primavera y verano, estas plantas crecen tanto como pueden, pero se mantienen atrás de la floración.Para una bienal, estos requisitos duales tienen sentido: evitan que la planta florezca en el otoño, cuando la luz es correcta, pero los días fríos del invierno condenarían sus flores.
Mientras trataba de entender cómo la vernalización y la duración del día trabajan en concierto para hacer flor de henbane, Melchers y Lang probaron los límites de la memoria de la planta del invierno. En un experimento, vernalized las plantas refrigerándolas en un refrigerador y después intentado invertir el proceso chorreándolas con calor. Las plantas, encontraron, formaron impresiones duraderas del frío relativamente rápido. Después de un día o dos de escalofriante, los científicos podían todavía "desvernalizar" las plantas, pero después de cuatro días, esa posibilidad había desaparecido, las plantas permanecían vernalizadas. En la práctica, esto significa que un hechizo cálido en febrero no engañará a henbane en el olvido de las frías semanas que han experimentado. En otro experimento, retuvieron la longitud ideal del día. Las plantas vernalizadas continuaron creciendo pero nunca florecieron. Incluso después de 10 meses, cuando fueron expuestos a la duración del día que les dijo que era el momento adecuado, que todavía florecen. Habían recordado esa experiencia de frío durante casi un año.
Melchers y Lang no describieron la vernalización como una "memoria vegetal", pero hoy es uno de los ejemplos más estudiados. Sus experimentos mostraron que las plantas podían aferrarse a su pasado, por mucho más tiempo de lo que una persona podía esperar, como agentes encubiertos, completamente entrenados pero esperando la señal para actuar.
Cuando la mayoría de la gente mira una planta, es difícil imaginar que está esperando cualquier cosa. Las plantas no parecen tener planes a largo plazo. Si carecen de agua, caen. Si llueve, se animan. Si sienten luz del sol, crecen hacia ella. A nuestro modo de pensar humano, no parece que las plantas estén haciendo mucho en absoluto. Pero no reconocemos los recuerdos de las personas o los perros con sólo mirarlos, sino más bien por su comportamiento. El perro viene cuando es llamado por su nombre; la persona sonríe en reconocimiento. Para las plantas de Mimosa o Henbane, algo del pasado cambió la forma en que reaccionaron en el futuro, incluso si no notamos ni entendemos por qué.
Los científicos comenzaron a hablar explícitamente de "memoria de plantas" en los años ochenta. Un equipo en Francia, por ejemplo, pasó sobre un tipo de memoria en el que una planta recordaba una historia de daño a una hoja en un lado de su tallo y por lo tanto dedicó su energía a crecer en la otra dirección. Desde entonces, los científicos han encontrado que ciertas plantas pueden recordar experiencias de sequía y deshidratación, frío y calor, exceso de luz, suelo ácido, exposición a la radiación de onda corta y simulación de insectos comiendo sus hojas. Frente a la misma tensión nuevamente, las plantas modifican sus respuestas. Pueden retener más agua, ser más sensibles a la luz, o mejorar su tolerancia a la sal o al frío. En algunos casos, estos recuerdos se pasan incluso a la siguiente generación, como Lysenko pensó que podría ser,Ahora sabemos que las plantas son capaces de mucho más de lo que se les da crédito. Pueden "oír" las vibraciones, lo que podría ayudarles a reconocer los ataques de insectos. Comparten información mediante la radiodifusión de productos químicos a través del aire o de sus raíces. En el estudio de los recuerdos que forman, el siguiente paso ha sido entender cómo lo hacen.
Melchers y Lang no describieron la vernalización como una "memoria vegetal", pero hoy es uno de los ejemplos más estudiados. Sus experimentos mostraron que las plantas podían aferrarse a su pasado, por mucho más tiempo de lo que una persona podía esperar, como agentes encubiertos, completamente entrenados pero esperando la señal para actuar.
Cuando la mayoría de la gente mira una planta, es difícil imaginar que está esperando cualquier cosa. Las plantas no parecen tener planes a largo plazo. Si carecen de agua, caen. Si llueve, se animan. Si sienten luz del sol, crecen hacia ella. A nuestro modo de pensar humano, no parece que las plantas estén haciendo mucho en absoluto. Pero no reconocemos los recuerdos de las personas o los perros con sólo mirarlos, sino más bien por su comportamiento. El perro viene cuando es llamado por su nombre; la persona sonríe en reconocimiento. Para las plantas de Mimosa o Henbane, algo del pasado cambió la forma en que reaccionaron en el futuro, incluso si no notamos ni entendemos por qué.
Los científicos comenzaron a hablar explícitamente de "memoria de plantas" en los años ochenta. Un equipo en Francia, por ejemplo, pasó sobre un tipo de memoria en el que una planta recordaba una historia de daño a una hoja en un lado de su tallo y por lo tanto dedicó su energía a crecer en la otra dirección. Desde entonces, los científicos han encontrado que ciertas plantas pueden recordar experiencias de sequía y deshidratación, frío y calor, exceso de luz, suelo ácido, exposición a la radiación de onda corta y simulación de insectos comiendo sus hojas. Frente a la misma tensión nuevamente, las plantas modifican sus respuestas. Pueden retener más agua, ser más sensibles a la luz, o mejorar su tolerancia a la sal o al frío. En algunos casos, estos recuerdos se pasan incluso a la siguiente generación, como Lysenko pensó que podría ser,Ahora sabemos que las plantas son capaces de mucho más de lo que se les da crédito. Pueden "oír" las vibraciones, lo que podría ayudarles a reconocer los ataques de insectos. Comparten información mediante la radiodifusión de productos químicos a través del aire o de sus raíces. En el estudio de los recuerdos que forman, el siguiente paso ha sido entender cómo lo hacen.
En el tiempo de Melchers y Lang, las hormonas eran la vanguardia de la ciencia vegetal. La técnica para descubrir nuevas hormonas era elegantemente brutal: los científicos recortaron hojas antes de extraer y aislar las pequeñas moléculas que liberaron. A continuación, rociaron las hormonas de nuevo en las plantas para ver lo que pasó. La giberelina, por ejemplo, estimula el crecimiento. Hoy en día, es rociado en las uvas para hacer la fruta más gordo y menos apretado. "Una gran cantidad de fisiología vegetal estaba buscando este tipo de señales", dice Richard Amasino, profesor de bioquímica en la Universidad de Wisconsin-Madison. "Pero las señales en la floración no se han encontrado, a pesar de muchas plantas de molienda."
En los años setenta y principios de los ochenta, los científicos de las plantas todavía no habían encontrado el secreto bioquímico de la floración. "Cuando empecé en ciencias, este fue un gran misterio", dice Amasino. Para entenderlo y comenzar a desbloquear la memoria de las plantas, los científicos necesitaban las ideas de la genética molecular y, en particular, la epigenética , los mecanismos que activan y desactivan determinados genes.
En los últimos años, los científicos se han dado cuenta de que el genoma por sí solo no determina el destino de un organismo. Hay todo un mundo de actividad epigenética alrededor del ADN que impacta en qué tramos de código se expresan o se traducen en acción. Florigen resultó ser una pequeña proteína, demasiado pequeña para que las técnicas de la generación de Lang se identificaran. Incluso si lo hubieran encontrado, habrían perdido una llave al misterio de lo que hace florecer las bienales. La generación de Amasino, por otra parte, finalmente encontró el nivel correcto de actividad -el nivel epigenético- para ver este proceso en acción.
Por ejemplo, el mecanismo que controla la vernalización y la floración en Arabidopsis thaliana, o berro thale, una planta a menudo utilizada como un modelo en los laboratorios, es como un dispositivo de Rube Goldberg de proteínas y la expresión génica. La planta tiene un conjunto de genes que crean las proteínas que causan la formación de flores. Antes de la vernalización, las células están llenas de una segunda proteína, llamada FLC, que reprime aquellos genes clave, que promueven las flores. Pero cuando la planta es expuesta al frío, sus células ralentizan la producción de FLC hasta que se detiene, y el equilibrio de la energía de la proteína entonces cambia. Las células comienzan a producir más y más flores que promueven las proteínas, hasta que la planta está lista para estallar en la floración. En este caso, una manera simple de pensar en esta acción epigenética es como un interruptor. El frío actúa como una señal a la célula para cambiar la forma en que se expresan sus genes, de "no flor" a "flor, flor, flor". E incluso cuando la señal fría se ha ido, el interruptor permanece girado. Por lo tanto, cuando los días se alargan, las plantas saben que es el momento adecuado para florecer.
En los años setenta y principios de los ochenta, los científicos de las plantas todavía no habían encontrado el secreto bioquímico de la floración. "Cuando empecé en ciencias, este fue un gran misterio", dice Amasino. Para entenderlo y comenzar a desbloquear la memoria de las plantas, los científicos necesitaban las ideas de la genética molecular y, en particular, la epigenética , los mecanismos que activan y desactivan determinados genes.
En los últimos años, los científicos se han dado cuenta de que el genoma por sí solo no determina el destino de un organismo. Hay todo un mundo de actividad epigenética alrededor del ADN que impacta en qué tramos de código se expresan o se traducen en acción. Florigen resultó ser una pequeña proteína, demasiado pequeña para que las técnicas de la generación de Lang se identificaran. Incluso si lo hubieran encontrado, habrían perdido una llave al misterio de lo que hace florecer las bienales. La generación de Amasino, por otra parte, finalmente encontró el nivel correcto de actividad -el nivel epigenético- para ver este proceso en acción.
Por ejemplo, el mecanismo que controla la vernalización y la floración en Arabidopsis thaliana, o berro thale, una planta a menudo utilizada como un modelo en los laboratorios, es como un dispositivo de Rube Goldberg de proteínas y la expresión génica. La planta tiene un conjunto de genes que crean las proteínas que causan la formación de flores. Antes de la vernalización, las células están llenas de una segunda proteína, llamada FLC, que reprime aquellos genes clave, que promueven las flores. Pero cuando la planta es expuesta al frío, sus células ralentizan la producción de FLC hasta que se detiene, y el equilibrio de la energía de la proteína entonces cambia. Las células comienzan a producir más y más flores que promueven las proteínas, hasta que la planta está lista para estallar en la floración. En este caso, una manera simple de pensar en esta acción epigenética es como un interruptor. El frío actúa como una señal a la célula para cambiar la forma en que se expresan sus genes, de "no flor" a "flor, flor, flor". E incluso cuando la señal fría se ha ido, el interruptor permanece girado. Por lo tanto, cuando los días se alargan, las plantas saben que es el momento adecuado para florecer.
"Incluso cuando es primavera y verano", explica Amasino, "todo lo que el frío hizo permanece como un recuerdo".
¿Las plantas están removiendo secretamente recuerdos, encendiendo y apagando sus interruptores epigenéticos en respuesta a cada estímulo significativo que reciben? No parece probable. El año pasado, un grupo de científicos de plantas con sede en Australia argumentó en la revista Science Advances que, para las plantas, olvidar (o no formar recuerdos en absoluto) puede ser una herramienta más poderosa para la supervivencia que la memoria y que "la memoria, en particular la epigenética memoria, es probablemente un acontecimiento relativamente raro ".
Peter Crisp, el principal autor del documento, ahora en la Universidad de Minnesota, hace que su trabajo para hacer hincapié en las plantas. Él y sus colegas pueden dejar de regar las plantas y dejar que se sequen antes de hidratar las plantas sedientas y ver cómo se recuperan. Se ha establecido que en ciertas plantas, los recuerdos epigenéticos de la sequía, junto con otros factores de estrés como la baja luz y herbivoria, pueden incluso dar el salto a través de generaciones. Así Crisp y sus colegas podrían hacer esto por varias generaciones (se vuelve interesante después de tres) antes de probar si las plantas recuerdan el calvario que han pasado y se vuelven más tolerantes a la sequía. "Realmente no vemos eso", dice Crisp.
Peter Crisp, el principal autor del documento, ahora en la Universidad de Minnesota, hace que su trabajo para hacer hincapié en las plantas. Él y sus colegas pueden dejar de regar las plantas y dejar que se sequen antes de hidratar las plantas sedientas y ver cómo se recuperan. Se ha establecido que en ciertas plantas, los recuerdos epigenéticos de la sequía, junto con otros factores de estrés como la baja luz y herbivoria, pueden incluso dar el salto a través de generaciones. Así Crisp y sus colegas podrían hacer esto por varias generaciones (se vuelve interesante después de tres) antes de probar si las plantas recuerdan el calvario que han pasado y se vuelven más tolerantes a la sequía. "Realmente no vemos eso", dice Crisp.
Cuando Crisp y sus colegas diseñan estudios de laboratorio, tienen que controlar cualquier número de factores de confusión para determinar si los recuerdos que observan son el resultado del estrés experimental. "No es como si la planta experimentara algo y dijera:" Oh, recuerdo esto ", dice Steven Eichten, coautor de Crisp, de la Universidad Nacional de Australia. "Ocurre tener este marcador químico, un cambio a nivel molecular." Identificar ese cambio y atribuirlo al estrés experimental puede ser difícil. Incluso cuando los científicos saben que una memoria puede formarse en una planta, pueden no necesariamente reconocerla en otra. El mecanismo de memoria que involucra a FLC en el que Amasino trabajó, por ejemplo, sólo funciona en el berro de thale. Las plantas de remolacha y de trigo tienen sus propios mecanismos moleculares de vernalización, que sirven la misma función pero evolucionaron independientemente. Identificar una verdadera memoria en el campo es mucho más difícil.
En sus experimentos, sin embargo, Crisp y Eichten no observan muchas memorias de plantas que se forman. ¿Y si, preguntan, la memoria vegetal es rara simplemente porque es mejor que las plantas olviden? "Tener una memoria, mantener un seguimiento molecular de las señales que ha recibido en el pasado de su entorno, tiene un costo", dice Eichten. "Ya que no vemos los recuerdos con tanta frecuencia ... tal vez las plantas no quieren recordar las cosas todo el tiempo. Tal vez es mejor poner sus energías en otro lugar". Incluso cuando los recuerdos se forman, pueden desaparecer. Otro grupo de investigación ha demostrado, por ejemplo, que una planta puede formar una memoria epigenética del estrés salino y transmitirla a lo largo de generaciones, pero que si el estrés se desvanece, también lo hace la memoria. Una planta que recuerda demasiado podría sacrificar el crecimiento sano para estar constantemente en guardia contra la sequía, la inundación, la sal, los insectos. Mejor, tal vez, dejar que esas experiencias negativas ir, en lugar de siempre prepararse para lo peor.
Es inevitable que tratamos de entender la memoria de la planta y la cognición a través de nuestra propia experiencia del mundo. Hasta cierto punto, incluso usar la palabra "memoria" es una abreviatura antropótica evocadora de lo que realmente sucede en estas plantas. "Usamos el término" memoria de planta ", pero podríamos encontrar otras formas de tratar de describirlo", dice Eichten. Pero los "factores de cromatina semiheritables" no tienen la misma legibilidad. "A veces tengo que tratar de explicar mi trabajo a mi mamá, y tú dices: 'Bueno, tal vez sea como un recuerdo ...' Incluso si piensas en los recuerdos humanos, sigue siendo una especie de cosa abstracta, ¿verdad? pensar en las conexiones neuronales, pero a menudo en el diálogo común, cuando se piensa en la memoria, usted sabe lo que es un recuerdo.En ese nivel, tal vez no se preocupan por dónde es "
Eso está más cerca de la posición desde la que Gagliano, el ecologista, se acerca a la memoria de la planta. A diferencia de los genetistas moleculares, está menos interesada en los mecanismos específicos de la formación de la memoria que en el proceso de aprendizaje. "Por supuesto que las plantas pueden recordar", dice. "Sé que en el comportamiento una planta mostrará un cambio en el comportamiento que es predecible-si la condición A se cumple, entonces la planta debería ser capaz de hacer X. Así que al ser capaz de hacer X, significa que la planta tiene que recordar lo que pasó antes, de lo contrario no sería capaz de hacer X. "
El cierre de la hoja M. pudicano es la única planta que Gagliano puede enseñar nuevos trucos. En otro experimento, creció plantas de guisantes en un laberinto en forma de Y y probó si podían aprender a asociar diferentes señales, viento y luz. Las plantas gravitan hacia la luz, y en el experimento, Gagliano agregó una señal adicional, flujo de aire producido por un ventilador. Para algunas de las plantas, la luz y el aire fluían desde el mismo lado de la Y-forma. Para otros, la luz y el aire provenían de diferentes direcciones.
Eso está más cerca de la posición desde la que Gagliano, el ecologista, se acerca a la memoria de la planta. A diferencia de los genetistas moleculares, está menos interesada en los mecanismos específicos de la formación de la memoria que en el proceso de aprendizaje. "Por supuesto que las plantas pueden recordar", dice. "Sé que en el comportamiento una planta mostrará un cambio en el comportamiento que es predecible-si la condición A se cumple, entonces la planta debería ser capaz de hacer X. Así que al ser capaz de hacer X, significa que la planta tiene que recordar lo que pasó antes, de lo contrario no sería capaz de hacer X. "
El cierre de la hoja M. pudicano es la única planta que Gagliano puede enseñar nuevos trucos. En otro experimento, creció plantas de guisantes en un laberinto en forma de Y y probó si podían aprender a asociar diferentes señales, viento y luz. Las plantas gravitan hacia la luz, y en el experimento, Gagliano agregó una señal adicional, flujo de aire producido por un ventilador. Para algunas de las plantas, la luz y el aire fluían desde el mismo lado de la Y-forma. Para otros, la luz y el aire provenían de diferentes direcciones.
"Con los guisantes, giré el dial hacia arriba", dice. "No sólo el guisante necesitaba aprender algo, sino que aprendió algo que no significaba nada, eso era totalmente irrelevante." Mimosa tuvo que seguir sólo una experiencia, la gota, '¿Qué significa esto?' Mientras que el guisante tuvo que seguir dos acontecimientos que ocurren "-el ventilador y la luz.
Después de entrenar las plantas, Gagliano retuvo la luz. Cuando ella encendió a los fans, ella los había cambiado a la rama opuesta de la forma Y. Quería ver si las plantas habían aprendido a asociar el flujo de aire con la luz, o su ausencia, lo suficientemente fuerte para reaccionar ante la brisa, aunque proveniera de una dirección diferente, sin luz como señal. Funcionó. Las plantas que habían sido entrenadas para asociar los dos estímulos crecieron hacia el ventilador; las plantas que habían aprendido a separarlas crecían lejos del flujo de aire.
"En ese contexto, la memoria no es en realidad el bit interesante, por supuesto que tiene memoria, de lo contrario no sería capaz de hacer el truco", dice. "La memoria es parte del proceso de aprendizaje, pero ¿quién está haciendo el aprendizaje, qué es lo que realmente está ocurriendo, quién es quién está haciendo la asociación entre el ventilador y la luz?"
Está diciendo que Gagliano usa la palabra "quién", que es muy poco probable que muchas personas apliquen a las plantas. A pesar de que están vivos, tendemos a pensar en las plantas como objetos en lugar de la dinámica, la respiración, los seres en crecimiento. Los vemos como cosas mecanicistas que reaccionan a estímulos simples. Pero hasta cierto punto, eso es cierto para todo tipo de vida en la Tierra. Todo lo que vive es un haz de químicos y señales eléctricas en diálogo con el entorno en el que existe. Una memoria, como el calor del verano en las vacaciones de playa del año pasado, es un marcador bioquímico registrado a partir de un conjunto de entradas externas. La memoria epigenética de una planta, del frío de los meses de invierno, en un nivel fundamental, no es tan diferente.
Después de entrenar las plantas, Gagliano retuvo la luz. Cuando ella encendió a los fans, ella los había cambiado a la rama opuesta de la forma Y. Quería ver si las plantas habían aprendido a asociar el flujo de aire con la luz, o su ausencia, lo suficientemente fuerte para reaccionar ante la brisa, aunque proveniera de una dirección diferente, sin luz como señal. Funcionó. Las plantas que habían sido entrenadas para asociar los dos estímulos crecieron hacia el ventilador; las plantas que habían aprendido a separarlas crecían lejos del flujo de aire.
"En ese contexto, la memoria no es en realidad el bit interesante, por supuesto que tiene memoria, de lo contrario no sería capaz de hacer el truco", dice. "La memoria es parte del proceso de aprendizaje, pero ¿quién está haciendo el aprendizaje, qué es lo que realmente está ocurriendo, quién es quién está haciendo la asociación entre el ventilador y la luz?"
Está diciendo que Gagliano usa la palabra "quién", que es muy poco probable que muchas personas apliquen a las plantas. A pesar de que están vivos, tendemos a pensar en las plantas como objetos en lugar de la dinámica, la respiración, los seres en crecimiento. Los vemos como cosas mecanicistas que reaccionan a estímulos simples. Pero hasta cierto punto, eso es cierto para todo tipo de vida en la Tierra. Todo lo que vive es un haz de químicos y señales eléctricas en diálogo con el entorno en el que existe. Una memoria, como el calor del verano en las vacaciones de playa del año pasado, es un marcador bioquímico registrado a partir de un conjunto de entradas externas. La memoria epigenética de una planta, del frío de los meses de invierno, en un nivel fundamental, no es tan diferente.
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| Bulbo Elephan |
Quién es quién en el Deep State ?
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