¿Cómo se mantiene el ciclo sueño-vigilia en las plantas? Las nuevas investigaciones sobre las proteínas vegetales pueden ayudarnos a comprender mejor el ritmo circadiano humano y las enfermedades humanas.
Todas las formas de vida tienen ritmos biológicos. Este complejo conjunto de relojes internos está regulado principalmente por la luz, o la falta de ella. El cuerpo humano y otros organismos vivos diurnos saben de forma innata que la luz significa que es hora de despertarse, mientras que la falta de luz significa que es hora de dormir. Los científicos llevan siglos estudiando exactamente cómo la luz puede causar tal impacto, y constantemente surgen nuevos descubrimientos. Sorprendentemente, parece que un conjunto de proteínas vegetales llamadas criptocromos pueden ser responsables de gran parte del ritmo circadiano humano.
¿Cómo se mantiene el ciclo sueño-vigilia?
En los seres humanos, la luz es percibida por las retinas de nuestros ojos, que convierten la energía luminosa en ondas eléctricas que se transmiten por fibras nerviosas hasta el núcleo supraquiasmático del hipotálamo. A su vez, esta parte del hipotálamo induce a otras partes del cerebro a comunicarse con el resto del cuerpo sobre la hora del día a través de mensajeros hormonales como la melatonina y el cortisol. Sin embargo, las plantas y las bacterias carecen de cerebro y también responden a la luz.
¿Cómo ocurre esto exactamente? Un antiguo grupo de proteínas conocidas como criptocromos ayuda a los organismos simples y complejos a mantener sus relojes internos en hora. Y lo que es más interesante, los seres humanos y otros animales también tienen criptocromos y parecen verse afectados por ellos de diversas maneras.
El papel de los criptocromos
Nuestros ritmos circadianos rigen no sólo el sueño, sino también el crecimiento, el metabolismo y muchas otras tareas importantes. Una proteína descubierta hace décadas en las plantas y presente en los seres humanos y otros animales parece desempeñar un papel importante. Los criptocromos son un conjunto de proteínas presentes incluso en las plantas más primitivas que se activan en la oscuridad. Estas proteínas intervienen en la migración de los animales, en el crecimiento de las plantas e incluso en el crecimiento de las células cancerosas humanas. Nuevas investigaciones han descubierto que son inhibidas por proteínas estrechamente asociadas que detectan la luz azul.
Según los últimos estudios, las plantas crecen sobre todo de noche gracias a las señales de los criptocromos. Cuando las proteínas que inhiben los criptocromos son disfuncionales, las plantas crecen el doble de rápido. Este conocimiento puede ser importante en el futuro tratamiento del cáncer, ya que los criptocromos parecen favorecer el crecimiento de las células cancerosas. También puede utilizarse en agricultura para estimular a las plantas a crecer más deprisa y alcanzar un mayor tamaño con menos tiempo y recursos.
¿Comparar manzanas y humanos?
Puede que muchos se pregunten cómo pueden afectar a la salud humana estos descubrimientos sobre las plantas. Sin embargo, es importante recordar que todo lo que sabemos ahora sobre cronobiología, o el estudio de los relojes internos, comenzó con estudios realizados en plantas. A principios del sigloXVIII, el científico Jacques d’Ortous de Mairan se preguntó si la apertura y el cierre de las hojas de la mimosa se debían a la luz solar. Tras colocar las plantas en interiores sin exponerlas a la luz, observó que seguían abriendo las hojas durante el día y cerrándolas por la noche. El ciclo de sueño-vigilia de estas plantas se mantenía sin señales como la luz y la temperatura, lo que llevó a otros investigadores a investigar el asunto. Fue la primera vez que los científicos se dieron cuenta de que, aunque la luz desempeña un papel importante en el comportamiento de plantas y animales, también tenemos relojes internos que controlan nuestras actividades.
Aunque sabemos mucho sobre los ritmos circadianos de plantas y animales, aún queda mucho por aprender. Preguntarse «¿Cómo se mantiene el ciclo sueño-vigilia?» es el primer paso para resolver muchos enigmas sobre nuestra salud y comportamiento.
