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Las flores de muchas plantas solo florecen en ciertas estaciones. Las plantas pueden detectar el momento adecuado para florecer desde la longitud del día, cuánta luz solar obtienen, la temperatura y las condiciones internas. Los científicos han aislado recientemente una proteína responsable de hacer que las plantas florezcan con flores.
Los narcisos florecen a principios de la primavera, la flor de las hortensias en verano, la flor de los crisantemos en el otoño-invierno y la flor de Ixoras (jazmín occidental) durante todo el año. ¿Cómo saben las plantas cuándo es el momento de florecer? Resulta que las plantas responden a varias señales ambientales y de desarrollo que les informan cuando es hora 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 lo tanto, sobrevivir. Cuando las flores florecen, son polinizadas, lo que resulta en la mezcla de genes de otras plantas de la misma especie. Finalmente, las flores se convierten en frutas que contienen semillas. Las semillas se disocian de la planta principal y se convierten en nuevas plantas cuando las condiciones son correctas. 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 florecen las flores y que las condiciones ambientales sean favorables cuando las frutas (y semillas) están listas para que puedan convertirse en nuevas plantas. Para hacer esto, deben asegurarse de que el primer paso del proceso, el inicio de la flor, apague en el momento adecuado.
El inicio de la flor ocurre en respuesta a múltiples señales, algunas de las cuales provienen del medio ambiente y otras dentro de la planta. Hay varias señales que conducen a la formación de flores, incluida la duración del día, la temperatura ambiente, el invierno y las hormonas.
Obviamente, no todas las especies responden a cada señal. Sin embargo, las plantas a menudo responden a múltiples señales. Por ejemplo, podríamos tener unos días cálidos en invierno, pero la planta no se engaña al pensar que es primavera (es hora de florecer) porque puede detectar la duración del día más corta.
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Duración del día
La duración del día o el fotoperíodo es un factor importante que determina el tiempo de floración en las flores estacionales. Las plantas detectan estaciones cambiantes según la longitud del día.
Aunque las plantas se clasifican comúnmente como plantas de día largo y de día corto, en realidad perciben la duración de la oscuridad.
Las plantas de día corto, 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 el verano florecerán en respuesta a los largos días de esa temporada.
Algunas variedades de flor de fresa en respuesta a los largos días del 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 se convierte en PFR, mientras que PFR absorbe la luz roja lejana y se convierte en PR.
La luz solar incluye la luz roja (longitud de onda de 600-700 nm) y de luz roja lejana (longitud de onda 700-800 nm). Las plantas absorben la luz roja y de rojo lejano, pero solo reflejan la luz roja lejana.
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 la floración.
Hormonas
Las gibberellinas, un tipo de hormona vegetal, están involucradas en la inducción de flores. En general, promueven la floración en plantas de día largo. Los productores rocían gibberelinas en 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 gibberelinas también inhiben la floración en algunas especies, como las plantas cítricas.
La gibberellina se rocía durante la producción de semillas de lechuga para inducir a las plantas a florecer (créditos: Rain_Berry/Shutterstock)
Temperaturas frías (vernalización)
Algunas plantas son inducidas a florecer después de haber experimentado las temperaturas frías del invierno. Dichas plantas se preparan para el floración en la próxima temporada de primavera al pasar el invierno durante una duración específica y a una temperatura suficientemente baja en invierno. Este proceso se llama vernalización.
Las plantas florecen cuando han pasado un cierto tiempo mínimo en condiciones de invierno y luego se vuelven a expulsar a temperaturas más cálidas en la primavera. La remolacha azucarera son ejemplos de plantas que requieren vernalización para florecer.
Vía autónoma
Supongamos que la planta está creciendo y esperando las condiciones ambientales correctas, pero las condiciones correctas nunca suceden. En tales casos, la planta saca flores de todos modos para cumplir con su responsabilidad evolutiva. Esta vía de inicio de la flor en ausencia de cualquier otra señal ambiental se llama vía autónoma.
Todos los caminos conducen a dos genes integradores
Aunque las vías para inducir la floración pueden diferir entre las especies, convergen en dos 'genes integradores'. Estos son FT (locus timonado T) y SOC1 (supresor de sobreexpresión de CO 1), que controlan la transición de un estado vegetativo a un estado de floración. Esta integración de señales de floración y un paso de transición se conserva entre las especies.
El gen FT produce la proteína FT en las hojas, que luego se mueve hacia el ápice del brote, donde se forman los brotes de flores.
Durante años, los científicos plantearon la hipótesis de que una señal de floración móvil regula el tiempo de floración. Presumieron que esta señal móvil llevaba el «mensaje» para inducir la floración a las puntas de los brotes, que luego pasaban a los brotes de flores.
Esta señal fue llamada 'Florigen' por el científico ruso Mikhail Chailakhyan en 1937.
Desde entonces, los científicos han tratado de comprender la identidad y la función de Florigen. Fue solo en 2007 que la proteína FT se identificó como florigen.
Todas las vías de inducción de flores: la duración del día, la calidad de vida, las hormonas, la vernalización y las vías autónomas envían sus señales a la proteína FT. Cuando la proteína FT recibe el mensaje de estas vías que es hora de florecer, esta proteína se mueve a la punta del brote, donde se forma el botón de flores y la planta se prepara para florecer.
El control genético molecular del tiempo de floración es complejo e involucra numerosos factores genéticos y epigenéticos que los científicos aún están descubriendo.
Las plantas están inmóviles. Tienen que permanecer en un solo lugar y ir a las condiciones ambientales que los rodean. Tal vez es por eso que la naturaleza ha diseñado este intrincado sistema que involucra múltiples señales, con controles y equilibrios en su lugar, de modo que las flores florecen cuando el medio ambiente es más propicio para ellas.
Referencias (haga clic para expandir)
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- Una mirada más cercana a la radiación roja lejana.
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- Rehman, S., Bahadur, S. y Xia, W. (2023, noviembre). Una visión general de los genes regulatorios florales en plantas anuales y perennes. Gene. Elsevier bv.