Can plants hear?

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Can plants hear?

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Luis Monje, Author provided
Manuel Peinado Lorca, University of Alcalá and Luis Monje, University of Alcalá

Pensamos en los sentidos de otros organismos desde nuestro punto de vista humano. Sin embargo, en poco más de una generación la capacidad que tienen algunos animales de orientarse mediante el sonido (ecolocalización) o de hacerlo a través de los campos magnéticos (magnetorrecepción) han pasado de ser superpoderes esotéricos a convertirse en fenómenos científicos comprobados. Es posible que con las capacidades ultrasensoriales de las plantas se esté repitiendo la historia.

En el caso de la audición, si fijamos las reglas de juego estableciendo que nuestra capacidad sensorial reside en un sistema nervioso animal, entonces llegaremos a la conclusión de que los organismos que carezcan de él serán incapaces de registrar cualquier percepción auditiva. Pero éste podría ser un juicio equivocado.

¿Pueden las plantas oír o escuchar?

Entonces, ¿las plantas escuchan? Si se aplican estrictamente las definiciones de la RAE, que implican la percepción de “sonidos por el oído”, la respuesta es negativa porque estamos aplicando los términos desde una perspectiva zoológica. Si ampliamos el foco, la respuesta podría ser otra. En términos físicos el sonido es la sensación producida por una onda longitudinal transformada en vibraciones de las partículas del aire situadas delante del receptor.

Las plantas no tienen ni aparato auditivo ni un sistema nervioso o algo parecido a una unidad central de procesamiento que dé sentido a los sonidos. Pero sí poseen mecanorreceptores que pueden sentir vibraciones, es decir, oír, en un rango de frecuencias que puede estar dentro del espectro audible para los humanos o fuera de este, como ocurre con la ecolocalización.

Esa percepción del sonido es lo que probablemente funcione cuando las plantas se reproducen, buscan recursos esenciales y sufren estrés.

Percepción auditiva y polinización

La gran mayoría (87,5 %) de las plantas con flores dependen de polinizadores animales para reproducirse, a los que fidelizan con recompensas de diferentes tipos.

Producir buenas recompensas puede resultar energéticamente costoso. Además, la oferta permanente de la más extendida de estas recompensas, el néctar, está sujeta a la degradación por microorganismos and al robo por consumidores oportunistas.

Por lo tanto, una estrategia que consiga programar la producción de recompensas en el momento en que haya polinizadores adecuados podría ser muy beneficiosa para la planta.

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A. En Oenothera drumondii las flores responden rápidamente a los sonidos de los polinizadores produciendo un néctar más dulce en plantas cultivadas al aire libre y en invernaderos. B. Respuesta de vibración (puntos negros) y concentración de azúcar (puntos rojos) a diferentes frecuencias. Las flores vibran más y aumentan significativamente el contenido azucarado en respuesta a frecuencias bajas de alrededor de 1 kHz o en frecuencias intermedias (recuadro pequeño) de alrededor de 35 kHz. La frecuencia alta sirve como control. C. Figura Resumen de los resultados experimentales. La respuesta de las flores es específica de la frecuencia lo que sugiere que sirven como antenas y no vibran ni responden a frecuencias de alrededor de 35 kHz ni cuando están cubiertas con un vidrio.

Los aleteos vibratorios de los polinizadores producen ondas sonoras que viajan rápidamente por el aire. Si las plantas pudieran percibirlas y reaccionar rápidamente transformándolas acústicamente en una respuesta vibratoria de la flor, podrían aumentar temporalmente su reclamo publicitario cuando hay polinizadores cerca. Esto resultaría en una mejor economía energética. Si simultáneamente se aumentara la concentración de azúcar, la doble respuesta convertiría a la especie en un formidable competidor en la batalla por llamar la atención de potenciales polinizadores.

Esa es la respuesta que ofrece Oenothera drummondii, capaz hacer vibrar sus pétalos y aumentar la concentración de azúcar en el néctar, a cuyas variaciones las abejas son extraordinariamente sensibles, en una rápida respuesta a diferentes frecuencias de sonido, incluidas grabaciones directas de las vibraciones producidas por los polinizadores y sonidos sintetizados de frecuencias similares.

Una mayor concentración de azúcar puede mejorar tres factores que aumentan la eficacia de la polinización: el proceso de aprendizaje de los polinizadores, la constancia de sus visitas y el incremento de la tendencia a visitar flores de la misma especie. Además, la mejora de la recompensa también puede aumentar la duración de la visita, mejorando aún más la eficiencia de la polinización.

Raíces que se orientan por el sonido

Utilizando unos dispositivos para investigar la respuesta hidrotrópica de las raíces del guisante Pisum sativum, en uno de los escenarios el 80 % de las plantas dirigieron sus raíces al tiesto en donde se había depositado el agua.

En otro escenario, en el que las raíces no tenían acceso al agua, el mismo porcentaje de plantas fueron capaces de localizarla detectando las vibraciones generadas por el caudal que circulaba dentro de unos tubos de PVC que rodeaban los tiestos.

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Respuesta direccional de la raíz al sonido de agua dentro de una tubería. Izda. Dispositivo para forzar que las plantas de guisantes orienten la dirección de enraizamiento más favorable. En el experimento E1 el agua estaba depositada en una bandeja situada en la base de uno de los tiestos, mientras la otra bandeja permanecía seca. En el experimento E2 las plantas no tenían acceso directo al agua, que, impulsada por una bomba de acuario, circulaba por un tubo de PVC flexible enrollado alrededor de uno de los dos tiestos.

Estas experiencias ilustran por qué las raíces de los árboles son tan proclives a introducirse en las húmedas y nutritivas tuberías del alcantarillado. También explican por qué las raíces de algunos árboles ribereños eligen buscar fuentes más estables y fiables de agua freática que depender del caudal variable de los arroyos cercanos.

Plantas sedientas que emiten ultrasonidos

Que las plantas estresadas muestran fenotipos alterados, incluidos cambios en el color, el olor y la forma son respuestas fisiológicas muy conocidas. Los resultados de una investigación reciente han demostrado que los ultrasonidos emitidos por dos solanáceas estresadas, el tomate y el tabaco, pueden ser detectados por otros organismos.

En su mayoría, los sonidos emitidos oscilaban entre 40 000 y 60 000 Hz, una frecuencia demasiado alta para el oído humano, que solo capta frecuencias de hasta unos 20 000 Hz, pero perfectamente audibles para los perros, que pueden oír hasta 45 000 Hz, y para los gatos, cuya audición llega hasta los 64 000 Hz.

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Cavitación. Cuando están fotosintetizando, las plantas pierden agua de sus hojas por evaporación. El agua se transporta desde las raíces en tubos estrechos, los vasos del xilema, cada uno lleno de una columna continua de agua. A medida que cada molécula de agua se evapora, atrae a la siguiente molécula, que atrae a la siguiente, como cuando se absorbe una bebida con una pajita. Cuando la evaporación de las hojas es mayor, o la planta no puede extraer fácilmente el agua de sus raíces porque el suelo está demasiado seco, la columna de agua puede romperse, formando una burbuja en el tubo.

Aunque sea tentador pensar que las plantas tienen un superpoder ultrasónico de origen desconocido, los sonidos se deben a la cavitación provocada por el exceso de evaporación o por los suelos excesivamente secos. En ambas circunstancias estresantes se registraron ultrasonidos.

La mayoría de las investigaciones anteriores habían utilizado micrófonos fijados directamente sobre la planta. En esta investigación, los sonidos fueron captados por micrófonos situados a una distancia de hasta cinco metros. Esto significa que los sonidos pueden llevar información útil para otros organismos, de modo que otras plantas podrían responder reduciendo el consumo de agua o que los insectos cercanos puedan percibir que la planta estresada es más vulnerable al ataque.

Nuestra comprensión de las capacidades sensoriales de las plantas está empezando a aflorar. Las plantas no son organismos tan insensibles como creemos. Son organismos vivos que, como los animales, luchan por sobrevivir, aunque los humanos seamos incapaces de reconocer los ruidos de la batalla.The Conversation

Manuel Peinado Lorca, Catedrático de Universidad. Director del Real Jardín Botánico de la Universidad de Alcalá, University of Alcalá and Luis Monje, Biólogo. Profesor de fotografía científica, University of Alcalá

This article was originally published in The Conversation. read the original.