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Fotorreceptores y respuestas de las plantas a la luz

por Infoagro
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La luz juega un papel importante en la regulación del crecimiento y desarrollo de las plantas. Además de proporcionar energía para la fotosíntesis, la luz proporciona otras señales importantes para regular una variedad de respuestas fisiológicas y de desarrollo en las plantas.


¿Qué son los fotorreceptores?

La luz constituye también una fuente de información sobre el entorno. Las plantas “perciben” diferentes segmentos de su espectro de radiación, así como su intensidad, duración, periodicidad y dirección. Detectan, además, los cambios de tales propiedades experimentados en el transcurso del año y del día o en la cercanía de otras plantas. En razón de esa información las plantas adaptan sus propios procesos, desde el momento de la germinación hasta la desetiolación, y el fototropismo o la floración.

El conjunto de respuestas que afectan al desarrollo y aspecto de la planta en función de la luz se conoce como “fotomorfogénesis”. ¿Cómo “perciben” las plantas las características de la luz del medio? La radiación solar consta de diferentes colores, acordes con las distintas longitudes de onda en que se transmite. Para captarlos, las plantas poseen receptores especiales, los pigmentos fotosensibles o fotorreceptores. De éstos, clorofilas y carotenoides absorben la gama que va del azul al rojo, implicada en la fotosíntesis.

Pero en el control de la fotomorfogénesis participan otros fotorreceptores que captan y transmiten señales de diferentes regiones del espectro: el receptor de luz ultravioleta-B, los criptocromos, que captan la luz ultravioleta cercana y azul y los fitocromos, que perciben la luz roja y roja lejana

Colores de luz solar

Los fotorreceptores contienen fotopigmentos, que consisten en un componente proteico unido a un pigmento no proteico que absorbe la luz llamado cromóforo. Hay varios tipos diferentes de fotorreceptores, que varían en sus secuencias de aminoácidos y el tipo de cromóforo presente. Estos tipos responden al máximo a diferentes longitudes de onda específicas de luz, que van desde el ultravioleta B (280-315 nanómetros) al rojo lejano (700-750 nanómetros). La absorción de luz por el cromóforo provoca cambios estructurales en el fotorreceptor, lo que desencadena una serie de eventos de transducción de señales que dan como resultado cambios en la expresión génica.


El sistema de fitocromo

En las plantas hay muchos tipos de fotorreceptores. Los fitocromos son una clase de fotorreceptores que detectan la luz roja y roja lejana. El sistema de fitocromo actúa como un interruptor de luz natural, permitiendo que las plantas respondan a la intensidad, duración y color de la luz ambiental.

El sistema de fitocromo juega un papel importante en la fotomorfogénesis: el crecimiento y desarrollo de las plantas en respuesta a la luz. La luz solar brillante contiene más luz roja que la luz roja lejana. La clorofila absorbe fuertemente la luz roja, por lo que las regiones de plantas sombreadas reciben más luz roja lejana que luz roja.

Las plantas utilizan fitocromos para adaptar su crecimiento en respuesta a la luz roja y lejana. La exposición a la luz roja lejana en regiones sombreadas provoca el alargamiento de los tallos y pecíolos en busca de luz. Por otro lado, la exposición a las longitudes de onda rojas de la luz solar sin filtrar mejora el crecimiento lateral y la ramificación.


¿Cómo las plantas miran al mundo?

Las plantas son sensibles a la luz. ¿Cómo logran percibir la luz? ¿Es el enigma que te preguntas ahora? La respuesta está en el ápice de las plantas –la punta de las plantas–, donde se encuentran proteínas similares a las de nuestros ojos, y actúan de la misma manera en la que perciben la luz, pero las proteínas (fitocromos, criptocromos y fototropinas) de sus fotorreceptores son diferentes.  

A diferencia del ojo humano –que tiene cuatro fotorreceptores–, las plantas tienen 13 fotorreceptores llamados fitocromos que le permiten a las plantas percibir la luz y diferenciar entre los colores del espectro de luz. Por ejemplo, si ponemos a una planta al lado de una luz azul, se inclinará hacia el haz de luz, pero si la colocamos al lado de una luz roja, la planta no se inclinará.

Esto sucede debido al tipo de fitocromo y su cromoforo –proteína sensible a diferentes tipos de luz–, responsables de distinguir la luz azul o la luz roja. Los fitocromos rojos son importantes para las plantas porque gracias a éstos identifican cuándo es de día –al detectar la luz roja–, y de noche –al percibir la luz roja lejana–.

Gracias a esta maravillosa interpretación de la luz a través de los fitocromos, las plantas pueden saber si estás parado a su lado, debido a que cuando obstruyes el paso de luz a la planta, ésta detectará sólo la luz roja lejana, y si dejas pasar la luz libremente, las plantas vuelven a absorber la luz roja y ellas percibirán que hay algo a su lado.


En resumen, los fitocromos actúan como un sensor, con la luz roja se enciende y reconoce que es de día y con la roja lejana se apaga y sabe que es de noche. Las plantas responden ante esta situación de una manera que no te lo imaginas; por ejemplo, si pones una planta grande al lado de una pequeña, ésta última sólo absorberá la luz lejana, por lo tanto, no sabrá si ya amaneció, en consecuencia, la planta tiende a elongar su tallo hasta alcanzar la luz roja y así saber cuándo es de día o de noche.

Además de los fitocromos rojos, las plantas pueden ver la luz UV y la luz azul por medio de cuatro fotoreceptores, dos llamados fototropinas (importantes para la floración) y dos criptocromos (importantes para el desarrollo floral) así como fotoreceptores con clorofila que perciben la luz verde, la cual es importante para llevar a cabo la fotosíntesis. Por lo tanto, las plantas miran el mundo dependiendo de su color: azul para crecer y desarrollar su flor o fruto, rojo para distinguir entre el día y la noche, verde para alimentarse y UV para defenderse.


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