La Inteligencia Vegetal

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La inteligencia vegetal (I)

Por Omar R. Regalado Fernández el 13 diciembre, 2013 @mathchaos

Una introducción a lo que signifca ser sésilEl concepto de inteligencia vegetal es relativamente nuevo y hasupuesto una gran controversia respecto a la sensibilidad y

procesamiento de la inormación de las plantas; la inteligenciavegetal comparte similitudes con la inteligencia animal, pero las

dierencias son abismales.

Hablar de inteligencia siempre es un asunto peliagudo desdedonde sea que se aborde; ya desde una perspectiva filosófica, yadesde una científica. La definición de inteligencia es complicada y

varía en función de la disciplina científica que la genere. La que seempleará en este artículo es la que se generó dentro del contexto dela biología, propuesta por Stenouse en !"#$, como %comportamientovariable adaptativamente dentro de la vida de un individuo&, definiciónparteaguas en la b'squeda de inteligencia en otras especies.

(l biólogo molecular ingl)s *ntony +reavas, de la -niversidadde (dimburgo, es un actor clave en el desarrollo de una nuevapercepción sobre la inteligencia y sobre las plantas. Su enfoquecomiena con la fuerte asociación entre dos conceptos/ inteligencia y

movimiento. 0ntuitivamente pensamos que el movimiento de losanimales es un refle1o de la inteligencia que no se ve en las plantasque viven s)siles, fi1as a su sustrato. (n apariencia, esto parece lógicoy asta evidente 23ómo abordar el problema4

Las plantas y el movimiento3omencemos por el movimiento, porque tenemos varios e1emplos

de movimiento en las plantas que an llamado la atención denaturalistas y biólogos desde ace muco tiempo, como los casosde Mimosa pudica 5la mimosa sensitiva o vergonosa6 o Dionaeamuscipula 5la 7enus atrapamoscas6. (n el primer caso, se trata de una

planta de la familia dicotilodónea[1] que incluye a las leguminosas[2], deo1as compuestas, bipinnadas arregladas en dos pares de pinnas,flores peque8as y raíces grandes, que tiene la notable característicade responder cerrando sus o1as al tacto. Si uno acerca su dedo ytoca las delicadas o1as de la mimosa, )stas se cierran. (l segundocaso es más conocido y se trata de una planta de la familiamonocotiledónea de las droseráceas[3], de o1as simples, con una

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roseta basal con pelos glandulares que permiten la captura y digestiónde sus presas. 3uando un insecto toca los pelos de la roseta, la o1ase cierra para poder digerir a su presa, que puede ser o un insecto oun peque8o vertebrado. (stos dos e1emplos permiten ver quetenemos e1emplos de movimiento en las dos grandes clases deplantas con flor 5o angiospermas6.

9ero fuera de lo obvio que resultan estos e1emplos, las plantasestán en constante movimiento/ sus raíces se extienden por el sueloen busca de agua y nutrientes, las plantas cambian de forma enfunción de las condiciones ambientales y responden a los estímulosluminosos. Las plantas no se están quietas aunque las que vivan ennuestros 1ardines y macetas nos quieran acer pensar lo contrario.

Las plantas evolucionaron para ser s)siles debido a la manera enque producen energía/ la fotosíntesis. (l proceso de producir energía

química a partir de la energía contenida en los fotones emitidos por elsol supuso la venta1a de no tener que buscar su comida dado que lalu está siempre aí; los animales, por el contrario, deben buscar comida en el medio, generando un camino evolutivo completamentediferente que desencadenó la formación de c)lulas nerviosas, lapercepción de se8ales del medio, su transducción en energía el)ctricay la emisión de una respuesta en función de la información obtenida yprocesada. La comple1idad con que la información se evaluaba yorganiaba generó diversos tipos de inteligencia animal quepermitieron con el tiempo la resolución de problemas máscomplicados.

*l ablar de dos estrategias evolutivas completamente diferentes,es necesario abstraer lo que ay en com'n entre ambas.


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*dicionalmente, existe un constante 1uego de cargas que se logragracias a iones metálicos 5cargas positivas/ sodio, =a?, potasio, @? ycalcio, 3a?A6 y iones no metálicos 5cargas negativas/ cloro, 3l B6. (lexterior de la c)lula tiene una concentración mayor de iones =a? queel interior, mismo que tiene una mayor concentración de iones @ ?. Lasc)lulas nerviosas poseen canales transmembranales que permiten elpaso de iones =a? acia el interior de la c)lula; al abrirse generan unadespolariación, pues aora el interior es más positivo que el exterior.(sto se conoce como potencial de acción. (ste nuevo cambio cierralos canales de sodio y abre los canales de potasio, que de1an salir losiones @? repolariando la membrana. (ste potencial de acción semueve a lo largo de la membrana celular de la neurona y conduce elimpulso el)ctrico.

Los canales de sodio tienen tres estados/ abierto, cerrado e

inactivo. (l canal de sodio se abre tras el estímulo y la despolariaciónde membrana, y se inactiva con la repolariación, por lo que un nuevoestímulo y despolariación no abrirán el canal. Cespu)s de que larepolariación a terminado, poco a poco se activan los canales desodio cerrados y son capaces de responder nuevamente a ladespolariación. (ste breve periodo de inactividad e insensibilidad seconoce como período refractario.


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Las c)lulas vegetales tambi)n poseen la misma polariación demembrana que poseen las c)lulas animales. (n !D#E, FurdonSanderson, científico ingl)s pionero en la electrofisiología, demostróque lo que inducía el cierre de la roseta de Dionaea muscipula era unimpulso el)ctrico que se extendía por la estructura cuando una moscatocaba los pelos glandulares. (l mecanismo molecular del cierre de lasrosetas es el mismo que tienen los nervios y m'sculos animales.Furdon demostró, además, que con tocar un pelo glandular no erasuficiente para cerrar las rosetas. Se requería un segundo toque enotro pelo para inducir la despolariación dentro de un período de AGsegundos. (sto asegura que la presa capturada sea de un tama8odeterminado que %1ustifique& el gasto energ)tico del cierre de lasrosetas. (sto supone dos problemas/ !6 2cómo se mueven lasrosetas4, y A6 2cómo es que la planta %recuerda& que ace AG

segundos fue tocado un pelo glandular4Los animales se mueven gracias a las c)lulas musculares/ c)lulas

con una gran cantidad de fibrillas proteínicas que se contraen al recibir estímulos electroquímicos procedentes de una neurona. Las plantasse constituyen de c)lulas rígidas que les dan soporte y carecen deesos anillos de fibrillas proteínicas de los m'sculos, por lo que elmecanismo de movimiento no puede ser el mismo que el muscular.Las plantas deben la rigide de sus te1idos en parte al flu1o de agua atrav)s de sus vasos. (so las diferencia de las algas verdes, oclorófitas, su grupo ermano, que en ve de tener un tallo rígido tienenun talo flácido. Las plantas dependen de la turgencia, fenómeno quese produce cuando una c)lula vegetal se llena de agua.

3uando una c)lula vegetal se encuentra en un medio acuoso quetiene mayor concentración de iones en el interior que en el exterior,por e1emplo en agua destilada, la c)lula se inca Bestá turgente. 9or el contrario, cuando la c)lula vegetal tiene menor cantidad de iones ensu interior que en el exterior, por e1emplo, en contacto con agua demar, la c)lula se comprime. (sto ocurre tambi)n en todos los tipos dec)lulas y se conoce como ósmosis/ el agua siempre se moverá del

compartimiento que tenga menor concentración de iones acia el demayor concentración.

egresemos con Dionaea muscipula. (s importante remarcar quequiás todas las plantas reaccionan a los estímulos mecánicos, perosolamente la 7enus atrapamoscas a captado tanto la atención denaturalistas y biólogos desde !D#E. (l flu1o de agua se asocia a unoscanales celulares conocidos como acuaporinas, que permiten a las


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c)lulas tener motores osmóticos y la tasa de movimiento celular estádeterminada por el flu1o de agua inducido por los cambios rápidos enla presión osmótica. (l modelo mediante el cual se cierra la trampade D. muscipula a'n está ba1o debate, aunque se a demostrado queel movimiento rápido de agua en las capas celulares de la roseta esparte fundamental del mecanismo. -na explicación es que laepidermis superior de la roseta pierde turgencia; otra abla de unaexpansión de la pared celular debido al incremento de ácidos, pues enmucos traba1os se a asociado con rápidos decrementos de pH, yaque la trampa se cierra al estar inmersa en soluciones de pH inferior a$.I. (l ba1o pH puede activar enimas que a su ve activen las c)lulasde la roseta. (l mecanismo del cierre de la trampa involucra un cambioen la geometría de la o1a de la roseta/ cóncava cuando está cerrada,convexa cuando está abierta. Fásicamente, de acuerdo con los

traba1os de SJoteim y Kaadevan 5AGGI6, el cierre de la trampa esun movimiento que no involucra fueras musculares, es decir, fibrascontráctiles, sino un sistema mecánicoidra'lico; la fuera motora delmovimiento es que, tras ocurrir el potencial de acción, las acuaporinasentre las capas celulares transfieren el flu1o desde las capassuperiores asta las inferiores a una velocidad de una fracción desegundo, regulado ba1o una ley del %todo o nada&. (sto significa quees necesario que en un período de AG segundos se alcance un umbralde estimulación el)ctrica para que la trampa active el mecanismoidráulico.


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osetas de las trampas de Dionaea muscipula abiertas : *nders Sandberg AGG

(ste tipo de movimiento se encuentra tambi)n en las o1asde Mimosa pudica. Las c)lulas del pulvino[4] cambian su turgencia por el movimiento de agua tras recibir el estímulo mecánico de un toque.3uando el agua sale de las c)lulas del pulvino, las o1as se cierran.(sto se logra al cambiar la concentración de iones en las c)lulas, puesla salida de potasio inducida por el estímulo el)ctrico del potencial deacción tras el toque genera tambi)n la salida de agua. (l control de lasalida y entrada de agua corre a cargo de la vacuola, que es elorganelo celular que está involucrada en la turgencia celular. (lneurofísico y fisiólogo vegetal indio Sir Magadis 3andra Fose 5!DID

!"E#6 descubrió este mecanismo, aunque )l mismo lo redu1o a unaespeculación.

Las plantas no necesitan m'sculos o sistema neuronal parapercibir estímulos y responder.

La capacidad sensorial de las plantas

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*ora que emos aclarado que las plantas tienen sistemanervioso y movimiento inducido por estímulos el)ctricos de maneraanáloga a los nervios y m'sculos animales, es importante ablar sobresi las plantas sienten. 9ara ello ablaremos de experimentosrealiados con varias plantas sobre la visión vegetal, el olfato vegetal yla percepción de las vibraciones[5]. 9ara ello, se comparará elmecanismo animal con el mecanismo vegetal; en ese son, esimportante remarcar que las plantas no sienten dolor 5y si lo acen, noes del modo en que lo acen los animales6, puesto que los animalesposeen nociceptores, que son unidades moleculares que detectancambios químicos, t)rmicos o mecánicos que indican da8o celular.

*sociamos la visión a la presencia de o1os y damos por sentadoque para ver es necesario tener o1os. Sin embargo, en los animales loque denominamos como %o1o& no ace referencia a estructuras

sensoriales seme1antes; es más, los o1os an surgido de maneraindependiente en varios grupos animales 5en artrópodos, en moluscosy en cordados6. Los an)lidos, por e1emplo, poseen mancas oculares,que no son sino c)lulas fotosensibles en capa conectadas a fibrasnerviosas; los gasterópodos pueden tener ya sea o1os en copa, queson mancas oculares dentro de una vesícula conectada a fibrasnerviosas, u o1os vesiculares, que son seme1antes a una cámaraoscura donde las c)lulas fotosensibles se encuentran separadas enfunción del pigmento que perciban, nuevamente conectada a fibrasnerviosas. (stos modelos de o1os difieren de los o1os m'ltiples de losartrópodos y de los o1os de los vertebrados.

Las plantas necesitan saber dónde está la lu y el tipo de lu quelas rodea, dado que su metabolismo depende enteramente de ello. Larespuesta de las plantas a la lu es tambi)n movimiento, fenómenoconocido como fototropismo. La membrana celular posee unasproteínas denominadas fototropinas 5=9H!6 que se activan 5mediantela adesión de un fosfato, fosforilación6 al recibir fotones con unalongitud de onda correspondiente al aul. (sto genera que unaasociación con una proteína que flota en el citoplasma de la c)lula,

=9HE, que transduce la se8al acia una ormona vegetal conocidacomo auxina. La se8al de la ormona activa un factor de transcripción=9H$, que son proteínas que entran en contacto con el *C= de lac)lula y expresan a un determinado gen. (sta expresión gen)ticaproduce el fototropismo acia la lu aul. (n Arabidopsis thaliana, unaplanta usada como modelo vegetal, se an detectado plantasmutantes en la percepción de la lu 5fototropinas, np!6, en la

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transducción de la se8al 5npE6 y en la respuesta 5np$6. 9uededecirse que son plantas ciegas a la lu aul. Ciremos, entonces, quela visión es la percepción de la lu y la diferenciación de longitudes deonda sin importar el mecanismo que se use.


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*lgodón mexicano, Nossypium irsutum : ChriKo

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La percepción de la lu tambi)n se requiere para la floración delas plantas. La duración del día determina la floración paradeterminadas especies, ya sean días largos o días cortos. (sto seconoce como fotoperiodismo/ las plantas son capaces de detectar laduración de la noce. 9or e1emplo, supongamos que queremos ver florear plantas de algodón 5Gossypium hirsutum6 en un invernadero. (lalgodón florece solamente cuando los días son más cortos que lasnoces, entonces esperamos pacientemente a que llegue el inviernopara que floree. Sin embargo, cuando llega el día de que floreen,alguien entra al invernadero y enciende la lu por unos minutos. * lama8ana siguiente, Gossypium hirsutum no abrá floreado. Las plantasde día corto no perciben la duración del día sino la de la noce, por loque ese encendido le indica a la planta que la noce no es losuficientemente larga. Sucede lo contrario con el clavel 5Dianthus6,

que es una planta de días largos; el clavel no florecerá en invierno encondiciones de invernadero a menos que en medio de la noce seencienda la lu. Ce este modo se induce la floración y es unconocimiento que permite cultivar flores en invernaderos sin importar la temporada en que florecan.

Si bien, anteriormente se aclaró que las plantas perciben el aul,el fotoperiodismo depende del ro1o. La lu ro1a ace que una planta dedía corto 5noce larga6 no floreca, mientras que la de día largo5noce corta6 florea. Luces de otros colores no tienen este efecto, por lo que la planta distingue claramente los colores, no es solamente unefecto de la %lu& en general. *l atardecer, el Sol se pone y emite unaradiación que el o1o umano apenas puede distinguir/ el ro1o le1ano,una longitud de onda entre el ro1o y el infrarro1o. Las plantas puedendeterminar la puesta del Sol gracias a unos fotorreceptoresdenominados fitocromos que detectan el ro1o le1ano.

Si en medio de la noce de un invierno, la planta de algodón ve elro1o por unos minutos, percibe el día, por lo que se inibe la floración,pero si unos minutos despu)s se prende un a de lu de ro1o le1ano,es como un nuevo atardecer, anulando el efecto de la lu ro1a,

floreando al día siguiente. 3aso contrario con el clavel en esa mismanoce, que al ver la sucesión ro1oro1o le1ano inibirá su floración. (stoimplicaría que la planta de alg'n modo recuerda el 'ltimo color quevio, puesto que ocupa esa información al finaliar la noce y florear durante el día, cuando existen las condiciones para florear.


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Nirasol 5Helianthus annuus6 planta famosa por su fototropismo : Kiquel Fennasar AGGD

Las plantas pueden ver y reaccionar en función de la longitud deonda que perciban. (l fotoperiodismo depende, en parte, del ro1o; elfototropismo, por el contrario, del aul. Son capaces de reaccionar a

los estímulos el)ctricos y moverse sin necesidad de tener sistemasnervioso o muscular del tipo animal. *demás pareciera que las plantasnecesitaran %recordar&.

(n el siguiente artículo de esta serie discutiremos más sobre lacapacidad sensorial de las plantas así como un poco sobre lamemoria vegetal 2Ou) es lo que una planta necesita saber4 2Ou) eslo que una planta puede procesar4 2(s similar la inteligencia animal ala inteligencia vegetal4 * partir de aora es necesario comenar aimaginar los retos adaptativos que implica una vida s)sil para las

plantas en todas las necesidades que los animales damos por sentado/ conseguir alimento, crecer, reproducirse o protegerse de unaagresión. 9or otro lado, tenemos que tener en mente que las plantasno son individuos. Son seres modulares compuestos de variasgeneraciones de órganos y te1idos, que en palabras de icard


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