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por Eduardo Martínez
de la Fe
23 Junio
2021
del Sitio Web
Tendencias21
deltz025.
Pixabay
Las plantas poseen realmente un sistema nervioso, pero en
comparación al de los animales, procesa poca información, ya que han
evolucionado principalmente para transmitir señales.
La polémica científica sobre si las plantas poseen o no sistema
nervioso podría resolverse con una nueva definición que concilia el
sistema de señales eléctricas de los vegetales con el sistema
nervioso que poseen los animales, según una nueva investigación.
El sistema nervioso es uno de los logros más complejos de la
evolución biológica:
forma parte de la
arquitectura de los seres vivos del reino animal y está formado
por neuronas y células gliales.
Coordina las acciones
orgánicas a través de señales químicas y eléctricas enviadas de un
lugar al otro del organismo.
En el esquema de la evolución biológica, el sistema nervioso aparece
relativamente pronto:
incluso los animales
pluricelulares (con dos o más células) tienen su sistema
neuronal para resolver funciones básicas, con diferentes niveles
de complejidad.
Hay algunos seres
pluricelulares tan simples que ni siquiera poseen sistema nervioso,
por ejemplo, los poríferos o esponjas:
son invertebrados con
forma de saco que desarrollan funciones respiratoria,
circulatoria y digestiva, sin necesidad de señales químicas
entre neuronas.
La barrera biológica para
un sistema nervioso no se ha detenido aquí: desde hace más de 100
años se sabe que las plantas se comunican entre sí mediante
señales eléctricas similares a las que utiliza el sistema
nervioso.
Hasta ahora se han descubierto tres tipos de señales eléctricas en
las plantas:
-
potencial de
acción
-
potencial de
variación
-
potencial de
sistema
También se sabe que estas
señales transmiten información, sobre los estímulos que las han
desencadenado, a los puntos donde llegan.
Esta constatación, que con el tiempo ha ido consolidándose en
diferentes estudios, ha llevado a muchos científicos a sugerir que,
las plantas pueden
tener un sistema nervioso similar al del reino animal...
Aceptar esa hipótesis
significaría que la capacidad de controlar un organismo existe
también en el reino vegetal, constituido por seres vivos que no
tienen capacidad motora.
¿Cerebro
vegetal?
Un descubrimiento que potencia esta
hipótesis establece que las señales eléctricas conocidas como
potenciales de acción (PA), y
que constituyen un sistema de señalización rápido y ubicuo de las
plantas, usan canales iónicos.
No es un hecho baladí que
las plantas tengan potenciales de acción, ya que estos son el camino
fundamental de transmisión de códigos neurales... y sin embargo
forman parte de la dinámica vegetal.
Este año hemos sabido incluso que
las plantas utilizan un neurotransmisor
conocido como
GABA para "recordar" el nivel de
sequía, lo que las lleva a abrir menos sus poros cuando el clima
está más seco.
También usan ese
neurotransmisor como defensa contra,
herbívoros,
salinidad, estrés por oxígeno, daño mecánico, acidosis e
infección viral...
Por último, se ha
especulado en la literatura científica con que el
ápice radicular de las plantas, que
se encuentra en el extremo de cada raíz, sería una estructura
similar a la de un cerebro:
su actividad
eléctrica se ve afectada por las condiciones de gravedad, tal
como sucede en el sistema nervioso de los animales.
De todo lo investigado
hasta ahora se ha concluido que las plantas poseen un sistema que
utiliza señales eléctricas para detectar estímulos y generar un
comportamiento que se adapte al medio ambiente, y que este sistema
tiene una historia evolutiva.
La pregunta subsiguiente
es,
si este sistema
vegetal puede considerarse realmente como un sistema nervioso...
Sergio Miguel Tomé,
investigador de la Universidad de Salamanca,
y
Rodolfo Llinás, reputado catedrático de la
Escuela
de Medicina de la Universidad de Nueva York.
Foto:
USAL.
Nueva
investigación
Una nueva investigación, desarrollada por los científicos de las
universidades de Salamanca y de Nueva York, Sergio Miguel Tomé
y Rodolfo Llinás, respectivamente, y publicada (Broadening
the Definition of a Nervous System to better Understand the
Evolution of Plants and Animals) por la revista
Plant Signaling & Behavior,
pone de manifiesto la necesidad de introducir una nueva definición
de sistema nervioso para poder discutir y analizar el proceso de
evolución del sistema de señales eléctricas de las plantas y el
sistema nervioso de los animales.
Según nos explica Sergio Miguel Tomé, la definición de sistema
nervioso asumida en la actualidad determina que se trata de un
sistema biológico que poseen únicamente los animales.
Añade que la definición actual de sistema nervioso imposibilita que
se puedan discutir procesos de convergencia, ya que niega
directamente que pueda existir un sistema nervioso en las plantas.
Explica asimismo que, durante su análisis, han encontrado la
existencia de semejanzas entre el sistema nervioso de los animales y
el sistema de señales eléctricas de las plantas que deberían de ser
estudiadas para responder a si esa semejanza se debe a que tienen un
origen común, o es debida a un proceso de evolución convergente por
la biología evolutiva.
Concretamente han hallado tres cuestiones que merecen ser estudiadas
por la biología evolutiva:
-
la semejanza de
las señales eléctricas y sus mecanismos
-
la semejanza en
la capacidad de transmisión de señales a larga distancia en
los organismos
-
la semejanza
entre las funciones que realiza el sistema nervioso autónomo
de los animales y las funciones en las que participa el
sistema de señales eléctricas de las plantas
La existencia de estas
semejanzas, que deben ser estudiadas por la biología evolutiva,
suponen un claro problema de la definición aceptada hasta ahora,
explica Miguel.
Para evitar esa limitación de la definición actual de sistema
nervioso, proponemos que se debería formular una nueva definición
que emplee un criterio fisiológico - en vez de filogenético - porque
ofrecería importantes ventajas para la biología evolutiva, añade.
Partiendo de esa conclusión, Miguel y Llinás han propuesto una
posible definición de sistema nervioso que se basa en un criterio
fisiológico, en vez de filogenético.
Además, para mostrar que el cambio de definición trae consigo
ventajas para la biología evolutiva, han presentado una serie de
análisis evolutivos de características del sistema nervioso en los
que confrontan las características propias del sistema nervioso de
animales y plantas para discutir las distintas presiones evolutivas
que les han afectado.
Específicamente, Miguel y Llinás han abordado,
-
la evolución de
la capacidad computacional
-
la aparición de
la polaridad en las neuronas y de la sinapsis química
-
la organización
del sistema nervioso
Nuevas
hipótesis
Entre las conclusiones de esos análisis se expone que, mientras que
el sistema nervioso de las plantas ha evolucionado para transmitir
información, el sistema nervioso animal, además, ha evolucionado
considerablemente para procesar información.
Esta diferencia en la función de los sistemas nerviosos de plantas y
animales vendría provocada, explica Miguel Tomé, por las distintas
presiones evolutivas que sufren las plantas y animales.
Mientras en las plantas no habría existido la necesidad de realizar
procesos computacionales complejos para sobrevivir, ya que no tienen
que desplazarse y tomar decisiones a la velocidad que lo hace un
animal, esa presión evolutiva de tomar decisiones que requieren
procesar mucha información, sí habría ocurrido en los animales.
Consecuentemente, las diferencias en la función que han tenido que
cumplir habría hecho que se seleccionaran diferentes mecanismos
durante su evolución.
Específicamente, en los animales se habrían seleccionado mecanismos
para conservar información sobre el origen de la señal, ya que es
una condición necesaria para el modelo computacional de red neuronal
y este modelo es el que
ha sido el seleccionado por la naturaleza para
procesar información.
Así, los autores de la investigación concluyen que, dado que las
sinapsis químicas permiten conservar el origen de la señal, la
presión por procesar información de los animales explicaría
evolutivamente la aparición y evolución de las
sinapsis químicas en animales y no
en plantas.
Esta nueva definición, además de resolver el debate científico, crea
un marco que nos permite llegar a una comprensión más profunda de
cómo la evolución ha impulsado las características de generación,
transmisión y procesamiento de señales en seres multicelulares,
concluye Miguel Tomé.
Referencia
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