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Las flores de muchas plantas sólo florecen en determinadas estaciones. Las plantas pueden detectar el momento adecuado para florecer según la duración del día, la cantidad de luz solar que reciben, la temperatura y las condiciones internas. Los científicos han aislado recientemente una proteína que es responsable de hacer que las plantas florezcan.
Los narcisos florecen a principios de primavera, las hortensias florecen en verano, los crisantemos florecen en otoño-invierno y las ixoras (jazmines de las Indias Occidentales) florecen durante todo el año. ¿Cómo saben las plantas cuándo es el momento de florecer? Resulta que las plantas responden a diversas señales ambientales y de desarrollo que les informan cuándo es el momento de florecer.
Las plantas deben asegurarse de que los polinizadores estén disponibles cuando florecen (Créditos: baronvsp/Freepik)
Las plantas necesitan producir flores para reproducirse y, por tanto, sobrevivir. Cuando las flores florecen, son polinizadas, lo que resulta en la mezcla de genes de otras plantas de la misma especie. Con el tiempo, las flores se convierten en frutos que contienen semillas. Las semillas se disocian de la planta madre y crecen hasta convertirse en nuevas plantas cuando las condiciones son adecuadas. Esto mantiene la continuidad de la especie.
Las plantas invierten muchos recursos en todo este proceso, por lo que deben asegurarse de que los polinizadores estén disponibles cuando las flores florezcan y que las condiciones ambientales sean favorables cuando los frutos (y las semillas) estén listos para que puedan convertirse en nuevas plantas. Para ello, deben asegurarse de que el primer paso del proceso (la iniciación floral) se produzca en el momento adecuado.
La iniciación floral ocurre en respuesta a múltiples señales, algunas de las cuales provienen del medio ambiente y otras del interior de la planta. Hay varias señales que conducen a la formación de flores, incluida la duración del día, la temperatura ambiente, la hibernación y las hormonas.
Obviamente, no todas las especies responden a todas las señales. Sin embargo, las plantas suelen responder a múltiples señales. Por ejemplo, es posible que tengamos algunos días cálidos en invierno, pero la planta no se deja engañar pensando que es primavera (época de floración) porque puede detectar días más cortos.
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Duración del día
La duración del día o el fotoperiodo es un factor importante que determina el tiempo de floración en las flores de temporada. Las plantas detectan los cambios de estación según la duración del día.
Aunque las plantas se clasifican comúnmente en plantas de días largos y de días cortos, en realidad perciben la duración de la oscuridad.
Las plantas de días cortos, como los crisantemos, florecen a principios de la primavera en respuesta a los días más cortos (o noches largas) del invierno. Por otro lado, las variedades de fresa cosechadas en verano florecerán en respuesta a los largos días de esa estación.
Algunas variedades de fresa florecen como respuesta a los largos días de verano (Créditos: 2205124651/Freepik)
Calidad de la luz
Las plantas perciben la calidad de la luz a través de un pigmento llamado fitocromo. El fitocromo se convierte de una forma inactiva (Pr) a una forma activa (Pfr) en presencia de luz. Pr absorbe la luz roja y la convierte en Pfr, mientras que Pfr absorbe la luz roja lejana y la convierte en Pr.
La luz solar incluye tanto la luz roja (longitud de onda 600-700 nm) como la luz roja lejana (longitud de onda 700-800 nm). Las plantas absorben tanto la luz roja como la del rojo lejano, pero solo reflejan la luz del rojo lejano.
La luz roja lejana promueve el alargamiento de las partes vegetativas, mientras que la luz roja promueve la floración (en algunas plantas). Es por eso que las plantas que crecen en la sombra del dosel tienden a alargarse para escapar de la sombra antes de florecer.
hormonas
Las giberelinas, un tipo de hormona vegetal, participan en la inducción de la floración. En general favorecen la floración en plantas de día largo. Los productores rocían giberelinas sobre sus plantas para inducir la formación de flores, por ejemplo, si quieren estimular una mayor producción de semillas.
Esta es una práctica común entre los productores de semillas de lechuga en California.
Sin embargo, las giberelinas también inhiben la floración en algunas especies, como las plantas de cítricos.
Se rocía giberelina durante la producción de semillas de lechuga para inducir la floración de las plantas (Créditos: Rain_berry/Shutterstock)
Temperaturas frías (vernalización)
Algunas plantas son inducidas a florecer después de haber experimentado las frías temperaturas del invierno. Estas plantas se preparan para la floración en la próxima temporada de primavera pasando el invierno durante un período específico y a una temperatura suficientemente baja en invierno. Este proceso se llama vernalización.
Las plantas florecen cuando han pasado un tiempo mínimo en condiciones invernales y luego se vuelven a exponer a temperaturas más cálidas en la primavera. La remolacha azucarera es un ejemplo de plantas que requieren vernalización para florecer.
Vía Autónoma
Supongamos que la planta está creciendo y esperando las condiciones ambientales adecuadas, pero las condiciones adecuadas nunca se dan. En tales casos, la planta produce flores de todos modos para cumplir con su responsabilidad evolutiva. Esta vía de iniciación floral en ausencia de otras señales ambientales se denomina vía autónoma.
Todos los caminos conducen a dos genes integradores
Aunque las vías para inducir la floración pueden diferir entre especies, convergen en dos «genes integradores». Se trata de FT (FLOWERING LOCUS T) y SOC1 (SUPRESOR DE LA SOBREEXPRESIÓN DE CO 1), que controlan la transición del estado vegetativo al de floración. Esta integración de señales de floración y un paso de transición se conserva en todas las especies.
El gen FT produce la proteína FT en las hojas, que luego se mueve al ápice del brote, donde se forman los botones florales.
Durante años, los científicos plantearon la hipótesis de que una señal móvil de floración regulaba el tiempo de floración. Plantearon la hipótesis de que esta señal móvil llevaba el «mensaje» para inducir la floración a las puntas de los brotes, que luego pasaban a los botones florales.
Esta señal fue denominada «florigen» por el científico ruso Mikhail Chailakhyan en 1937.
Desde entonces, los científicos han intentado comprender la identidad y función del florigen. No fue hasta 2007 que la proteína FT fue identificada como florigen.
Todas las vías de inducción floral: duración del día, calidad de vida, hormonas, vernalización y vías autónomas envían sus señales a la proteína FT. Cuando la proteína FT recibe el mensaje de estas vías de que es hora de florecer, esta proteína se mueve a la punta del brote, donde se forma el botón floral y la planta se prepara para florecer.
El control genético molecular del tiempo de floración es complejo e implica numerosos factores genéticos y epigenéticos que los científicos aún están descubriendo.
Las plantas están inmóviles. Tienen que permanecer en un lugar y soportar las condiciones ambientales que los rodean. Quizás es por eso que la naturaleza ha diseñado este intrincado sistema que involucra múltiples señales, con controles y equilibrios, para que las flores florezcan cuando el ambiente sea más propicio para ellas.
Referencias (haga clic para ampliar)
- Tsuji, H. (2017). Función molecular de florigen. Ciencia de la reproducción. Sociedad Japonesa de Mejoramiento.
- Kim, D.-H. (2020, 21 de febrero). Comprensión actual de las vías de floración en las plantas: centrándose en la vía de vernalización en Arabidopsis y varias plantas de hortalizas. Horticultura, Medio Ambiente y Biotecnología. Springer Science y Business Media LLC.
- Una mirada más cercana a la radiación del rojo lejano.
- Goldberg-Moeller, R., Shalom, L., Shlizerman, L., Samuels, S., Zur, N., Ophir, R.,… Sadka, A. (enero de 2013). Efectos del tratamiento con giberelina durante el período de inducción de la floración sobre la expresión genética global y la transcripción de genes de control de la floración en yemas de cítricos. Ciencia de las plantas. Elsevier BV.
- Rehman, S., Bahadur, S. y Xia, W. (noviembre de 2023). Una descripción general de los genes reguladores florales en plantas anuales y perennes. Gene. Elsevier BV.