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El día a día de la Ciencia

“Las plantas tienen estrategias de vida que nos resultan sorprendentes”

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Marcelo Yanovsky. Biólogo. Las plantas (desde el geranio hasta los cereales) tienen un reloj biológico cuyo desciframiento logra alto impacto en la agricultura y las ciencias biomédicas, dice el investigador.

Cultivan plantas, extraen su material genético y lo analizan utilizando instrumental de última generación; toda esta información –cientos de miles, o incluso millones de datos– permite conocer el funcionamiento del reloj y el calendario de las plantas. Sus resultados pueden ayudar a la agricultura y el campo logrando que los cultivos de cereales se adapten mejor a las estaciones de siembra y cosecha, o a las ciencias biomédicas, entendiendo mejor cómo funcionan las células. En esto trabaja Marcelo Yanovsky, doctor en Ciencias Biológicas de la UBA, investigador del Conicet y profesor de la Facultad de Agronomía de la UBA. Con estudios post-doctorales en los Estados Unidos, sus trabajos permitieron elaborar el primer modelo a nivel molecular sobre el funcionamiento del reloj biológico de las plantas. Desde 2010 dirige un laboratorio de avanzada en la Fundación Instituto Leloir. Como reconocimiento a su labor científica, Yanovsky recibió importantes premios: el Premio Houssay como investigador joven (2005), el premio Estímulo de la Fundación Bunge y Born, en 2006, y la Beca Guggenheim en 2011.

–¿Qué secretos guardan las plantas?

–Hay muchas cosas de la biología en general que nos pueden enseñar aspectos específicos de las plantas, así como otros más generales que son comunes a muchos otros organismos. Las células fueron descubiertas estudiando plantas, y así como ese, hay otros procesos, en particular el que estudio yo, que es saber cómo las plantas miden el tiempo, que fueron descubiertos primero en plantas y luego se vio que existían en otros organismos.

–¿Ellas tienen su propio reloj que indica el paso del tiempo?

–La posición de las hojas de una planta no es constante sino que va variando a lo largo del tiempo. Es perpendicular a los rayos del sol durante el día y adquiere una posición vertical durante la noche: es decir, se mueve la lámina de la hoja, nadie sabe muy bien por qué, pero eso quedó reportado por un escriba de Alejandro Magno hace más de 2 mil años. Hace unos 300 años alguien mostró que si se las ponía en la oscuridad completa, o sea fuera del ciclo diario luz-oscuridad, si la temperatura era relativamente estable, la hoja se seguía moviendo con una periodicidad cercana a la del día, de 24 horas. Esto se fue estudiando y se vio que no sólo las plantas sino todos los seres vivos tienen un reloj interno que funciona, que es puesto en hora por los ciclos diarios de luz-oscuridad, y que si ponemos al organismo en condición aislada del ambiente, esos ritmos persisten. Ritmos que tienen una periodicidad cercana a las 24 horas, porque tienen un reloj endógeno que los marca.

–¿Ese reloj biológico tiene las mismas funciones que el de los humanos?

–En los humanos controla el ciclo de sueño-vigilia, el ciclo de la temperatura corporal, cuándo estamos más atentos y menos atentos. En las plantas, que dependen de la luz como fuente de alimento, controla casi todo: desde la posición de las hojas a cosas más fundamentales como el ritmo de crecimiento celular, cuando la planta crece más o menos; cuando abren o cierran esos poros que se llaman “estomas”, que están cerrados durante la noche y abiertos durante el día, lo que en parte es una respuesta directa a la luz, pero si los ponemos en condiciones constantes de luz siguen teniéndolos más abiertos durante el día; cuando captan hidróxido de carbono y pierden agua, y un poco más cerrados durante lo que sería “la noche”, aunque estén expuestos a la luz.

–De un asunto tan complejo, ¿qué es lo que a ustedes específicamente les interesa observar?

–En particular, lo que a mí más me interesó hace más de veinte años, cuando todavía era estudiante y estaba asistiendo a una clase de botánica y me trataron de explicar, es por qué las plantas florecen en determinados momentos del año. La realidad es que no se sabía demasiado en ese momento cómo las plantas perciben el paso de las estaciones. Así que le dediqué estos veinte años de formación, y luego como jefe de grupo, a contribuir a entender las bases de los mecanismos que hacen que las plantas anticipen el cambio de luz-oscuridad durante el día, y cómo usan esa información para anticipar las estaciones.

–Es un tema de microscopio y a la vez macrocósmico, ¿no? Nos lleva a la historia de la civilización humana y los primeros calendarios …

–Así es, quizás fue uno de los primeros problemas científicos a resolver: cómo sincronizar esos relojes biológicos. Hace diez mil años el hombre empezó a hacer agricultura y eso fue parte de lo que permitió que hubiera abundancia de comida y mucha gente en un mismo lugar; que se desarrollara la cultura y la civilización humana. Para poder hacer agricultura en forma eficiente tuvieron que sincronizar el ciclo de las plantas con el ambiente. En distintas culturas se abordó el problema de distintas maneras y se desarrollaron distintos calendarios. El ciclo luz-oscuridad estuvo claro desde el principio, está entre las primeras frases de la Biblia. Pero anticipar el cambio de las estaciones, que era crucial para el desarrollo de la agricultura, no era algo trivial. El ciclo de 365 días no es intuitivo. Algunas culturas que se dieron cuenta de que había un ciclo, tratando de aproximarse a su duración, usaron los ciclos lunares. El nuestro se parece más al egipcio, el calendario solar, que ellos descubrieron hace unos 3 mil años. Todo se resume a una necesidad práctica: cómo sincronizar el ciclo biológico de los organismos que le daban su alimento, con los del ambiente. Fue un problema científico y una necesidad de subsistencia que derivó, entre otras cosas, en el desarrollo de los calendarios y las culturas.

–Observando el comportamiento de las plantas se entienden cuestiones biológicas importantes. ¿Cuáles, por ejemplo?

–Como decía, uno es la medición del tiempo: los relojes biológicos fueron primero descubiertos en las plantas, luego se supo que otros seres vivos también tienen sus propios relojes. En las plantas además tienen de interesante que controlan un proceso que tiene un impacto productivo. Además, los mecanismos celulares involucrados pueden tener relevancia para la salud humana. Cuando un tema reúne todos esos condimentos resulta extraordinario como modelo para responder muchas preguntas que nos hacemos. Puntualmente tratamos de encontrar cómo funciona el reloj, cómo permite medir la extensión del día. Y cómo la planta sabe que viene la estación favorable porque el día se alarga o se acorta; algunas florecen cuando termina la primavera, otras lo hacen cuando empieza el otoño, y eso lo saben combinando percepción de la luz, por sensores que tienen igual que nosotros (las plantas tienen sus ojos) y un reloj que les mide el tiempo, e integran la información, ven si el día es largo o corto, y dependiendo de en qué localidad creció cada planta y su historia evolutiva, va a florecer en determinada época del año. Lo que tratamos de encontrar es cómo funciona esto a nivel molecular y genético: cuáles son los genes que constituyen el reloj y cómo los distintos genes y las distintas moléculas que controlan este proceso de medición del tiempo se ensamblan para hacer que el reloj funcione.

–¿Cuáles fueron los principales avances?

–Hace veinte años no conocíamos ninguno de los componentes de este reloj de las plantas. Hoy debe haber unos 30 componentes que se conocen, y no sólo eso sino que entendemos cómo los componentes interactúan unos con otros. Con esto, deberíamos poder predecir cómo ese sistema se va a comportar en distintas situaciones y, por ejemplo, desarrollar variedades de semillas cuyas plantas florezcan en determinado momento del año, según la región geográfica, convirtiendo el conocimiento en herramientas que nos permitan generar una mejor variedad de cultivos.

–En resumen, las plantas ¿”entienden” cosas que desconocemos?

–Sí, las plantas saben muchas cosas. No sólo saben cuándo viene la primavera y cuándo el otoño; una planta sabe si tiene una planta al lado, que le puede competir por el recurso más amado, que es la luz. Una planta puede percibir que tiene otra planta cerca que le puede “hacer sombra” antes de que eso ocurra. La planta detecta que tiene una vecina antes de que la sombree y lo hace en base a la luz reflejada. Las plantas perciben la gravedad y las vibraciones, tal vez no entienden lo que uno les dice cuando les habla, pero perciben vibraciones que uno produce y eso genera respuestas. Las plantas sienten el frío y se adaptan. Si las ponemos de entrada a -2 grados se mueren, pero si las ponemos un día a 7 u 8 grados, al día siguiente a -2 o -3 sobreviven. Se aclimatan. Perciben mucho el ambiente y se anticipan. Pero las plantas pueden percibir cambios que no son predecibles, como la presencia de un competidor, o la presencia de un organismo benéfico o de un herbívoro que la está comiendo, y responden. Responden con armamento, con toxinas, o atrayendo organismos con perfumes. Tienen estrategias de vida que nos resultan sorprendentes, y nos pueden ayudar a conocer cosas sobre nosotros mismos.

–¿Cómo empieza esta vocación científica? ¿Cuáles fueron sus fuentes inspiradoras?

–Nací en una familia con influencia científica, así que viví en medio de tubos de ensayo, laboratorios, y eso tuvo una influencia claramente marcada en la vocación. Cuando tenía 13 años leí un libro que también me marcó, que se llamaba “El doctor Arrowsmith”, de Sinclair Lewis, y después descubrí que lo había leído mi padre en su adolescencia y que a él lo había marcado también. Era sobre un médico que trabaja en una zona rural y desarrolla pasión por la microbiología y por tratar de entender cómo defender a los seres humanos de las infecciones microbiológicas, el desarrollo de vacunas, etc. Era la década del ‘20, en que mucho no se sabía, pero después vi que mucha gente que se dedicó a la biología fue influida por ese libro. Es una especie de héroe, alguien que contribuye con su curiosidad desarrollando vacunas para salvar a la humanidad. Descubrir que el héroe de la historia puede ser un científico; eso es algo muy fuerte y seguramente marcó mi camino: la curiosidad por entender el mundo y buscar la manera de ayudar a un mundo mejor.

Fuente: Clarín / Domingo 24 de Febrero de 2013

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