Aquí hay tomate. Y donde hay tomate, hay depredadores y parásitos. Lo que no podía imaginar Gabriela Niemeyer Reissig (Universidad Federal de Pelotas, Brasil) es que los frutos que empezó a cultivar en su laboratorio se iban a convertir en verdaderos satélites espía contra las orugas, capaces de mandar señales eléctricas a distancia.
Los tomates han aprendido a comunicarse para decir: “aquí hay orugas”. Y Niemeyer ha interceptado su mensaje. “Al comienzo de mi carrera investigadora me encontré con la increíble ‘dimensión eléctrica de las plantas’ y de inmediato me sentí fascinada. Este fenómeno en los frutos ni siquiera se había investigado”, afirma desde Brasil esta apasionada de las plantas para Newtral.es.
Semejante despliegue de inteligencia vegetal es posible gracias a señales eléctricas que, por primera vez, ha detectado y descifrado el equipo de Niemeyer. Un estudio en Frontiers in Sustainable Food Systems muestra que los frutos de un tipo de planta de tomates envían señales eléctricas al resto de la mata cuando están infestados por orugas.
Las plantas tienen una multitud de vías de señalización químicas y hormonales, que generalmente se transmiten a través de la savia (el agua rica en nutrientes que se mueve a través de la planta). En el caso de las frutas, los nutrientes fluyen exclusivamente a la fruta y ha habido poca investigación sobre si existe alguna comunicación en la dirección opuesta, es decir, de la fruta a la planta.
“Olvidamos que los frutos de una planta son partes vivas y semiautónomas de sus plantas madre, mucho más complejas de lo que pensamos actualmente. Se comunican con la planta, informándole sobre lo que están experimentando, tal como lo hacen las hojas normales”, asegura Niemeyer. “Lo que descubrimos es que las frutas pueden compartir información importante, como los ataques de orugas y eso probablemente puede preparar otras partes de la planta para el mismo ataque”.
Tomates enjaulados para medir sus señales eléctricas
Para probar la hipótesis de que las frutas se comunican mediante señales eléctricas, Niemeyer y sus colaboradores colocaron plantas de tomate en una jaula de Faraday. Les pusieron electrodos en las ramas que conectan las frutas con la planta. Luego midieron las respuestas eléctricas antes, durante y después de que las orugas de Helicoverpa armigera atacaran los frutos durante 24 horas.
En paralelo, entrenaron a un algoritmo de inteligencia artificial para que distinguiera distintos patrones. Es decir, una máquina para tratar de descifrar el mensaje de alerta y distinguirlo del guirigay de señales eléctricas que circulan constantemente por la tomatera.
“Uno de los principales marcadores fue el cambio en la ‘entropía’ de la señal eléctrica. Es decir, la aleatoriedad de la señal”. Dicho de otro modo: los resultados mostraron una clara diferencia entre las señales antes y después del ataque. Además, los autores midieron las respuestas bioquímicas, como sustancias defensivas en otras partes de la planta. Esto mostró que estas defensas se activaron incluso en partes de la planta que estaban lejos del daño causado por las orugas.
Las señales eléctricas aparecen como “una reacción rápida, independiente del flujo del sistema vascular de la savia, que junto con otros tipos de señales pueden alertar a otras partes de la planta sobre los peligros más diversos” dice la autora del estudio, que verificó la alerta tomate tanto en el fruto inmaduro como en el maduro.
Inteligencia artificial para decifrar el mensaje completo de la ‘lengua tomate’
El equipo enfatiza que estos son todavía resultados iniciales. Sus medidas proporcionan una vista panorámica de todas las señales eléctricas, en lugar de distinguir señales individuales con mayor precisión. También será interesante ver si este fenómeno se aplica a otras especies de plantas, así como a diferentes tipos de amenazas.
Niemeyer cree que las plantas dan una respuesta creativa ante sus desafíos, a modo de inteligencia. Ha demostrado que el tomate tiene ‘conciencia’ de sí al margen de la mata.
Dicho esto, este uso novedoso del aprendizaje automático parece tener un potencial muy alto para responder a estas y otras preguntas futuras. La técnica también puede proporcionar enfoques nuevos, y posiblemente más respetuosos con el medio ambiente, para el control de insectos en la agricultura. Aunque todo esto, realmente, es un sueño por ahora.
“Si estudios como el nuestro continúan avanzando y las técnicas para medir señales eléctricas en ambientes abiertos continúan mejorando, será posible detectar la infestación de plagas agrícolas bastante temprano y un manejo de insectos más preciso», explica Niemeyer.
Por ahora nos sirve para entender el papel de la comunicación y la llamada ‘inteligencia vegetal’. El término fue popularizado por el biólogo Stephano Mancuso, en su popular libro Sensibilidad e Inteligencia en el Mundo Vegetal (2015).
“El doctor Mancuso, el docto Trewavas y otros definen la inteligencia como la capacidad de resolver problemas, que es una definición bien aceptada, y la respaldamos” dice Niemeyer. Todos los organismos tienen el mismo objetivo: mantenerse con vida. En ese sentido, “las plantas se enfrentan constantemente a desafíos, como las orugas hambrientas de nuestro estudio. La inteligencia permite a los organismos ‘improvisar‘ en condiciones variables y sortear problemas de alguna manera ‘creativa'».
Para la doctora, sí que podemos hablar de que las plantas tienen un tipo de inteligencia, “en el sentido de que estas soluciones no están programadas en su genoma, sino condicionadas a lo que están experimentando en un momento particular”.
La autoconciencia de un tomate no es la de un animal, pero sí se distingue de la mata
Ahora bien, hablar de autoconciencia, en un sentido animal, para las plantas es bastante complicado. En primer lugar, “no sabemos, exactamente, qué es para los humanos, y mucho menos para las plantas”. Sin embargo para Niemeyer las plantas tienen una noción de sí mismas, es decir, “distinguen lo que forma parte de su cuerpo y lo que forma parte de una planta u organismo vecino”, como el tomate fruto se distingue de la tomatera a la que manda señales eléctricas.
Comprender cómo la planta interactúa con sus frutos, y los frutos entre ellos, puede aportar ideas sobre cómo ‘manipular’ esta comunicación para mejorar la calidad de la fruta, la resistencia a las plagas y la vida útil después de la cosecha. Con esa idea se quedan por ahora los autores.
El campo de la inteligencia vegetal es “completamente nuevo, con no más de veinte años de investigación después de un siglo de inactividad. Todavía necesitamos muchos datos para llegar a conclusiones sólidas. ¿Quién diría, hace veinte años, que los frutos se comunican con la planta?”, sonríe Niemeyer. Ahora empezamos a vislumbrar cosas “antes impensables en el mundo vegetal, pero aún nos faltan datos. ¡Y esto es extremadamente emocionante porque abre muchas posibilidades para la investigación!”, sentencia.
Muy interesante