LA VIDA DESCONOCIDA DE LOS VEGETALES

La tecnología para escuchar a las plantas
se comunican en diferentes “idiomas” y sufren estrés: la vida desconocida de los vegetales
— texto de Flavia Tomaello —Nicola Costantino

Los ents de J. R. R. Tolkien en El señor de los anillos son pastores de árboles inspirados en legendarias especies parlantes de las viejas tradiciones celta y nórdica. Como tales, guían los destinos de sus colegas y son capaces de comunicarse con humanos, magos y animales. Cuando Lilach Hadany era niña, tenía en su mesa de luz la trilogía a mano. La naturaleza siempre fue una de sus inquietudes favoritas, aun viviendo en una ciudad compleja para disfrutarla como Tel Aviv. Cuando llegó a la universidad, se distrajo con las matemáticas y luego se especializó en biología, genética de poblaciones y teoría de la evolución, todas disciplinas que hoy dicta en la Universidad de Tel Aviv. “Mi principal interés de investigación es la variación en la naturaleza –cuenta en diálogo con la nacion–. Hemos comenzado a usar modelos analíticos, simulaciones por computadora y, a veces, experimentos, donde tratamos de comprender las fuerzas que impulsan la variación, los patrones de variación esperados en las poblaciones naturales y las consecuencias evolutivas de estos patrones”.
En una rama de sus estudios, ella se topó con una conclusión inesperada. Justo antes de la pandemia, su equipo de trabajo confirmó que las flores pueden escuchar, lo que les proporcionaba una ventaja evolutiva. Tras tres minutos de exponer a un pimpollo a una grabación de sonido de abeja, éste aumentó en un 20% la concentración de azúcar en polen.
“Algo que también sabíamos –sigue la especialista– es que el estrés produce efectos en las plantas. Cambian su color, forma y aroma. Es un mecanismo de respuesta, pero también una alerta a su entorno. Este año descubrimos que hablan, que pueden emitir palabras. Las identificamos y percibimos que se comunican en distintos idiomas”.
Tal como ocurre con el silbato para perros, Hadany y su equipo confirmaron que se manifiestan con sonidos que los humanos no pueden escuchar.
Qué tienen para decir
Hadany armó un sector específico dentro de la Facultad de Ciencias de la Vida George S. Wise, que depende de la Universidad de Tel Aviv, en Israel. Allí dispuso una seguidilla de pequeñas cabañas sin grandes distinciones respecto de un invernadero común. Sin embargo, fue allí donde los profesionales comenzaron a decodificar lo que las plantas dicen. Primero, lograron registrar sus sonidos y, poco a poco, desglosaron el sentido de su lenguaje y sus diferencias.
Sus primeras investigaciones revelaron que, con sus reacciones, los vegetales suelen alertar sobre su propio estado. También son capaces de apartar a la fauna herbívora si están enfermas o contaminadas, o propagar olores para que otras especies cercanas entiendan que están en peligro. “Los sonidos que registramos se parecen a pequeños quiebres o clics, similares a los que surgen cuando se hacen estallar las bolitas plásticas de los envoltorios –explica Hadany–. Esta experiencia se ha convertido en la primera vez en el mundo que se logran grabar estas emisiones”.
Los estudios de este último mes dieron cuenta de sonidos que pueden registrarse y clasificarse. “Con esta investigación, dimos solución a un dilema científico –sigue la académica–. Ahora sabemos que los ruidos de los árboles contienen información. Si las personas comenzamos a trabajar en esa comunicación podríamos adaptar sensores para mejorar el sistema de riego en los campos de producción, por ejemplo”.
El laboratorio de Hadany registró emisiones ultrasónicas (en una frecuencia de registro que abarca el rango entre los 20 y los 150 khz) provenientes de especies de tabaco y de tomate que habían estado sometidas a escasez de riego. Lo hicieron con un equipamiento especial que se suele utilizar en el estudio de las señales que emiten los murciélagos. En el ingreso a cada cabaña estilo invernadero se pueden ver especies rodeadas de micrófonos, como en una conferencia de prensa, que amplifican y registran las emisiones. Con la ayuda de los sensores incorporados en los micrófonos, las señales ultrasónicas se convierten en señales eléctricas que los humanos reconocen fácilmente.
El equipo liderado por Hadany registró sonidos ultrasónicos emitidos por plantas de tomate y de tabaco que habían sido privadas de agua, aisladas o sometidas a un corte en el tallo. Para concretar la tarea, los especialistas diseñaron una cámara acústica silenciosa y aplicaron inteligencia artificial para crear una especie de diccionario de idiomas de especies. Luego de obtener las grabaciones, recrearon las mismas condición en su laboratorio para precisar las mediciones y los cálculos.
“Nuestras grabaciones indicaron que las especies sin ser sometidas a estrés, en promedio, se mantuvieron más silenciosas. En cambio, las que recibieron diferentes situaciones de agresión leve no detuvieron sus reclamos –relata Hadany–. Grabamos sonidos en el aire (con los sensores colocados a 10 cm de cada planta). Confirmamos que fueron emitidos por especies vivas, aunque ya sabíamos que una rama cortada sigue emitiendo sonidos durante varias horas e incluso días, hasta que finalmente se detiene. Creemos que los sonidos requieren algo de movimiento de agua a través del vegetal, y que se emiten durante la cavitación, un movimiento de burbujas de gas en las tráqueas”. De hecho, la cavitación es un fenómeno que permite que el agua circule por los tallos con una serie de pequeñas explosiones de burbujas de aire. Se sería el efecto que da origen a los clics que se grabaron. El tallo transporta agua y nutrientes a las hojas de la planta, y el alimento producido por las hojas es distribuido a otras partes de la planta. Las células que transportan agua se llaman células del xilema, y las que transportan comidan, células del floema. Cuando algunos de los dos procesos fallan, se detienen o se ralentizan, las especies podrían expresar esas disfuncionalidades produciendo más sonidos de cavitación. “Si un vegetal está bajo estrés se pueden formar burbujas de aire, expandirse y colapsar en el xilema, ocasionando el ruido que registramos”, completa Hadany.
Los estudios del equipo de Tel Aviv ya cuentan con grabaciones provenientes de plantas de trigo, maíz, uvas cabernet sauvignon, cactus acerico y henbit (de la familia de la menta). “Las palabras de las plantas que observamos pudieron ser grabadas hasta una distancia de cinco metros, lo que es apto para que ser detectado por ratones y polillas, por ejemplo, que poseen una particular sensibilidad auditiva”, completa Hadany.
Más que palabras
En la primera etapa, los científicos dispusieron los cultivos en una caja acústica dentro de un sótano silencioso y aislado, sin ningún ruido de fondo. Antes de encerrarlas, las sometieron a distintas presiones: algunas no habían sido regadas durante cinco días, a ciertas plantas se les había cortado el tallo y otras no habían sido tocadas.
Una vez obtenidas las grabaciones, los archivos recopilados se analizaron mediante algoritmos de inteligencia artificial (IA) especialmente desarrollados para la investigación. “Estos cálculos aprendieron a distinguir entre diferentes especies y las clases de sonidos que emitieron. Finalmente, asociaron a cada cultivo individualmente y determinaron el tipo y nivel de estrés a las que fueron sometidas para ser comparado con las grabaciones. “Las plantas sin estrés emitieron menos de un sonido por hora en promedio, mientras que las plantas estresadas, tanto deshidratadas como lesionadas, emitieron docenas de sonidos cada hora”, expresó Hadany en un comunicado de prensa que emitió la universidad cuando su última investigación se publicó en la revista Cell.
“A partir de nuestros hallazgos podemos concluir que las especies emiten sonidos diferentes de acuerdo al tipo de lesiones o estrés que experimentan –indica Hadany–. Las sutilezas fueron registradas con tanta precisión que incluso una planta de tomate infectada por un virus propio de los pepinos, llamado mosaico, pudo ser identificado individualmente, incluso entre otros tomates y los propios pepinos”. La especificidad de los “lenguajes” y palabras ha demostrado que cuando los científicos cortaron un tallo de las plantas, como si algún depredador acabara de morderlas o una ráfaga de viento fuerte las hubiera quebrado, los cultivos registraron nuevos clics, sonido sólo emitido en particular por ese tipo de daño. El chasquido no era el mismo que cuando las plantas necesitaban agua o carecían de luz.
En los registros confirmaron que las plantas de tomate sometidas a corte de tallos, aislamiento o sequía, incrementaban sus niveles de emisión de sonidos en hasta un 35%. En cambio, las plantas de tabaco registraron un incremento de hasta el 11% en iguales condiciones de estrés, en comparación con las especies que no experimentaron ningún tipo de estrés.
Un punto que aún está en análisis es si los sonidos son producidos a propósito por las plantas, con una intencionalidad de comunicación. “Sabemos que las emisiones son personales de cada especie y puntuales en cuanto al fenómeno que expresan, pero aún no podemos concluir de manera determinante que haya un deseo de expresarse, o un pedido de auxilio, o si se trata de una emisión involuntaria producto de lo que les sucede, como, por ejemplo, cuando una persona se truena los dedos. No necesariamente el cuerpo está queriendo transmitir información, lo mismo que cuando las rodillas chasquean. Pueden reflejar un suceso corporal, como la salida de aire de la articulación, pero no una intención de contar algo. Este es uno de los puntos que estaremos analizando en los próximos meses, mientras intentamos develar cuántos chasquidos diferentes hace cada especie y frente a qué fenómenos los producen”.
Los pronósticos de uso de este descubrimiento son múltiples: además de monitorear el caudal de riego, es posible trabajar sobre las amenazas provistas por las sequías o el cambio climático, operar sobre cuestiones de seguridad alimentaria o el calentamiento global, estar alertas frente a pestes o depredadores inesperados. El horizonte de trabajo se abre en varias direcciones. “Queremos afinar la interpretación de los sonidos: qué otras especies y animales responden a ellos y cuestionar la teoría evolutiva. Creemos posible que otros organismos hayan desarrollado adaptaciones que puedan clasificar este lenguaje y sus variantes, para usarlo como información y responder en consecuencia. Estamos alterando con estas nuevas conclusiones el modo en que concebimos el reino vegetal, que hasta hace poco era considerado mudo”, concluye Hadany. Como Bárbol diría, “las cosas seguirán el curso natural; es inútil querer apresurarlas”

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