Ritmos circadianos en plantas
Las amapolas de California abren sus hojas cuando el sol está alto y se cierran al anochecer. Pueden ser un ejemplo perfecto de ritmos circadianos.
El término suena como una banda de baile, pero se refiere a ciclos de actividad en seres vivos que ocurren con un tiempo cercano a las 24 horas.
Evolución a través de la gravedad
La evolución tiene lugar en un mundo giratorio (amanecer, atardecer) con cambios drásticos pero predecibles de día a noche.
Nuestro ciclo de 24 horas está vinculado a la rotación de la Tierra y a todo un sistema solar que conserva el momento angular en la nube de gas de enfriamiento primordial, desde el cual el sol, los planetas y miles de asteroides y objetos más pequeños se han unido por gravedad.
Los ciclos diurnos y nocturnos son mucho más antiguos que la vida. Desde bacterias arcaicas hasta nuestras plantas favoritas y un nuevo bebé, cada célula lleva miles de millones de años de adaptación bioquímica.
Es posible que haya pensado que los requisitos de iluminación del 12/12 o 6/18 pueden contar la historia por hora de sus plantas, pero hay mucho más.
Aunque fue a fines del siglo XIX, antes de que se estudiaran los ritmos circadianos en los animales, las observaciones en las plantas son mucho más antiguas.
Durante las marchas de Alejandro Magno, en el siglo IV a. C., Androsthenes observó movimientos populares cíclicos y predecibles del árbol de tamarindo en la isla de Tylos (actualmente Bahrein).
Al científico francés Jean-Jaques de Mairan se le atribuye la observación científica más antigua del fenómeno. En 1729, observó los ciclos diarios de movimientos de las hojas en Mimosa, la "planta sensible", y descubrió que persistían incluso cuando las plantas se mantenían en el interior, en una oscuridad constante.
Se trata de energía disponible
Su reloj circadiano personal vive dentro de su cerebro. Más específicamente, en el núcleo supraquiasmático, un grupo nervioso bilateral de aproximadamente 20,000 neuronas en el hipotálamo.
Al parecer, para los humanos, aquellos que se fueron a dormir en lugar de tropezar en la oscuridad sobrevivieron más tiempo. Para las plantas, se trata de utilizar la energía disponible en una luz cálida e intensa mientras se espera la oscuridad fría.
Las plantas son rítmicas. El movimiento de las hojas es solo uno de los muchos ritmos diarios que incluyen apertura de flores, resistencia a infecciones, emisión de fragancias, germinación, actividad fotosintética, crecimiento, actividad enzimática, intercambio de gases y movimiento estomático.
Toda la vida está de acuerdo con los ciclos diarios del planeta. La amplia regulación circadiana de la expresión génica subyace a muchos de estos ritmos. Una vez que se activan los genes, la transcripción produce proteínas que regulan las actividades diurnas a través de un circuito de retroalimentación genética. Los botánicos saben que la hora del día influye en los resultados de los experimentos.
Además de la respuesta a la energía de la luz, el reloj circadiano regula la respuesta al frío, la sequía y el estrés osmótico y proporciona un mecanismo de sincronización que permite a las plantas reconocer las estaciones y prepararse para las siguientes condiciones. Por lo tanto, pueden regular el crecimiento, la reproducción y actividades como la latencia de las hojas.
"Los procesos con cambios de 24 horas a menudo se denominan ritmos diurnos", dice el experto mundial C. Robertson McClung, ahora en el Dartmouth College. "Estrictamente hablando, no deberían llamarse ritmos circadianos, a menos que se confirme su naturaleza endógena". Por lo tanto, para llamarse circadiano, los patrones deben incorporarse y ser autosuficientes, sin estímulos externos, como se aprecia por primera vez en los ritmos de movimiento de las hojas de las plantas.
Atributos del ritmo circadiano
Los cuatro atributos definitorios de los ritmos circadianos - persistencia en condiciones constantes sin estímulos externos, origen endógeno, arrastre y compensación de temperatura - afectan otros ritmos que se ha demostrado que continúan en luz inmutable, incluidos los patrones en la tasa de división celular, fotosíntesis y producción hormonal. El origen endógeno de los patrones se prueba cuando el comportamiento es verdadero, apareciendo de manera confiable en la descendencia.
Arrastrar se refiere a cómo los patrones pueden arrastrarse o acercarse a otro patrón mediante pistas externas, llamadas zeitgebers (dadores de tiempo) en alemán. Zeitgebers puede incluir ciclos de luz, temperatura y redox que son parte del metabolismo normal. El cuarto requisito, la compensación de temperatura, se refiere al estándar que no se ve afectado por el calor y el frío. Esto es complicado, ya que la cinética de las reacciones enzimáticas se ve afectada por la temperatura.
Los enfoques experimentales modernos que utilizan la biología de sistemas han identificado muchos componentes únicos en los relojes biológicos. Los osciladores de células autónomas existen en casi todas las células de una planta. Los científicos están trabajando en cómo se coordinan estos osciladores.
Saben que las oscilaciones redox, como se ve en los ritmos de peroxiroxina, pueden ser el reloj del abuelo, con circuitos de retroalimentación genética, los principales mecanismos de salida para controlar el comportamiento a través de la fisiología celular y tisular.
El modelo bioquímico actual del reloj lo ve como el resultado de una interacción entre los circuitos de transcripción genética y los elementos no transcripcionales, como las oscilaciones redox y los ciclos de fosforilación de proteínas.
Cómo afecta el ritmo circadiano a tu cosecha
Para la mayoría de los productores, la principal preocupación es cómo afecta todo a su cosecha. Los factores estrechamente relacionados con los ritmos circadianos pueden tener un efecto tan importante como el tiempo de luz y oscuridad. Algunas plantas, por ejemplo, siguen el sol y anticipan la llegada del anochecer y el amanecer. Algunas variedades se adaptan mejor a un aumento gradual y disminución de la luz, como ocurre en ambos extremos del día natural.
Las plantas también responden al ángulo de la luz y a los cambios en la longitud de onda o el color de la luz. Más cerca de los postes, y a principios de primavera y otoño, la naturaleza proporciona largas longitudes de onda de luz rojiza con menos energía. En todas las estaciones, cuando el sol sale y se pone, su luz pasa a través de un ángulo bajo a través de muchos kilómetros de atmósfera, extendiendo gran parte del azul.
Más cerca del ecuador, más cerca del solsticio de verano y alrededor del mediodía, la luz solar incluye una luz azul más directa y de alta energía. Para algunas plantas, la luz más azul conduce al crecimiento, mientras que la luz más roja, como el final del verano o el otoño, conduce a la floración.
Los fitomejoradores seleccionan rasgos deseables, pero la mayoría ignora los ritmos genéticos circadianos; por lo tanto, puede ser difícil descubrir qué necesitan sus plantas en esa área. Pero combinar las condiciones interiores con la naturaleza es una buena apuesta para mejorar la salud y el rendimiento.
Los sistemas de iluminación que pueden proporcionar todas las variables son raros. Algunos sistemas avanzados de iluminación LED contienen elementos programables para simular el amanecer y el atardecer, además de ofrecer la opción de ajustar los ciclos de iluminación según la intensidad y la variación del espectro de color en latitudes y épocas específicas del año.
Comprender los ritmos circadianos de las plantas que ha elegido para cultivar le proporcionará una mejor comprensión de cómo funcionan, qué necesitan para prosperar y cuándo proporcionarlas.
Buenos cultivos ;)
¿Te gustó este artículo? Separamos algunos artículos que le pueden interesar:
Crea tu propio Sistema de Raíz Flotante Casero
Cuidados a tener con la solución nutritiva en Hidroponia
Cómo dimensionar su depósito en Hidroponia
