Las plantas no solo hablan, también escuchan

Pulsu(m) Plantae.

Nunca faltará un vecino, un familiar, un cliente que te recomiende cantar a las plantas: «¡Se ponen la mar de hermosas!», aclararán. Y si no sabes cantar, pon música clásica. Bach funciona regular, mejor Mozart. Si pones algo de Wagner acabarás con una selva negra en tu terraza. Consejo: evitar música contemporánea. Nada de Schönberg o Cage si no quieres formas geométricas extrañas. Y si no soportas la clásica, los Beatles tienen un pase: prueba con Abbey Road o el Sargento Pepper, pero mejor baja el volumen; y jamás pongas Helter Skelter o tus claveles llorarán sangre. Y prohibido, prohibidísimo: nada de los Rolling ni de Led Zeppelin, para eso compra plantas de plástico.

Giancarlo Cignozzi siguió estos consejos en su pequeño viñedo de la Toscana, Il Paradiso di Frassina, y hoy día exporta cientos de botellas por todo el mundo de vino de Brunello di Montalcino: su vino especial Il Flauto Magico y el más clásico Moz Art. La parcela, de una hectárea, está día y noche adormecida por las melodías más famosas del músico austriaco desde hace once años, de forma ininterrumpida. Cincuenta altavoces distribuidos entre las filas se encargan de tapar el caótico y silencioso sonido del mundo por algo más ordenado: La Marcha Turca deja paso a la Pequeña Serenata Nocturna, engancha con la Sinfonía Nº 40 y acaba con un oscuro Réquiem en re menor para la noche. Giancarlo está convencido de que las uvas han de “llorar” con estas melodías y así concentrar de manera espectacular los azúcares dentro. Mozart suplanta en el Paradiso la función de la Botrytis en los vinos de podredumbre noble.

Vino Brunello Moz Art de Il Paradiso di Frassina, producido a partir de vides mimadas con música de Mozart. Crédito: Dennis Tsiorbas.

Aparte y no a raíz de los consejos bienintencionados y de las convicciones pseudocientíficas de algún empresario italiano, la bioacústica vegetal o la capacidad de recibir y responder a vibraciones acústicas por parte de las plantas constituye un campo novedoso, poco explorado y que cada vez atrae más investigaciones serias.

Evidencias bioacústicas

En la década de los 2000, de manera tímida, algunas publicaciones científicas recogían diferentes evidencias de un fenómeno que, si bien parecía bastante lógico, causaba ciertas reticencias en la comunidad científica, tanto por la falta de un sentido ecológico como por su integración en una suerte de ecologismo esotérico. Como se indicaba, la bioacústica o el escuchar de las plantas comenzó a acumular evidencias lógicas y empíricas.

Las plantas son órganismos sésiles, carentes de cualquier medio de autolocomoción –que no de movimiento–. Esto significa que, como no pueden simplemente desplazarse y huir si el medio que les rodea es perjudicial, han de tener un sofisticado conjunto de mecanismos para evaluar las condiciones del ambiente y para responder a ellas. Así, las plantas son capaces de percibir la luz, temperatura, señales químicas y una variedad de estímulos mecánicos, como la gravedad, la presión interna del agua o el tacto. Sería sorprendente que el sonido, entendido como vibraciones mecánicas, no sea percibido por la valiosa información sobre el ambiente que entraña para un organismo sésil.

Por otra parte, se empezaron a acumular evidencias empíricas por medio de la observación de diferentes respuestas. Los primeros artículos se publicaron en 2004. Por un lado, un grupo de investigadores chinos encontraron que la estimulación de callos –tumores de células vegetales– de crisantemos con ondas acústicas producía una acumulación diferencial de hormonas –auxinas y ácido abscísico–. En otro artículo un grupo de la Universidad de Arizona describía un incremento de la germinación de semillas de quimbombó y calabacín tratadas con música –en condiciones controladas de laboratorio– respecto a las tratadas con ruido. Más adelante, en 2008, unos investigadores coreanos pudieron identificar dos genes concretos directamente regulados por sonido, siendo la respuesta específica de la frecuencia. Y finalmente, en 2012, se describió un crecimiento diferencial de raíces de maíz hacia diferentes frecuencias acústicas transmitidas tanto por aire como por agua, produciéndose la respuesta óptima a 200-300 hercios.

Se produce una respuesta diferencial en el crecimiento de las raíces de plántulas de maíz en función de la distancia a la fuente acústica. Modificado de Trends in Plant Science (2012), 17(6), 323–325.

Sin embargo, aunque estos estudios evidenciaban la existencia de una respuesta específica al sonido por parte de las plantas, no daban una explicación biológica al no ser fuentes naturales que se produzcan en el ambiente de la planta.

Masticar, fuente de vibración mecánica

Llegó el año 2014, y unos investigadores de la Universidad de Missouri, Appel y Cocroft, revelaron en un trabajo publicado en Oecologia las primeras fuentes acústicas a las que las plantas responden en la naturaleza: la masticación de insectos fitófagos.

Oruga de esfinge de la lechetrezna (Hyles euphorbiae) alimentándose. Fungalpunk/OMD.

Para ello escogieron como planta de trabajo la especie modelo Arabidopsis thaliana, una crucífera cercana a la colza, y diseñaron un ingenioso experimento consistente en tratar una hoja determinada a través de actuadores piezoeléctricos –que permiten actuar sobre una única hoja– con diferentes sonidos grabados previamente: el masticar de la blanquita de la col, una especie de lepidóptero; el canto de apareamiento de una especie de chicharrita, elegido por poseer un espectro de frecuencia similar al masticar, pero con un patrón temporal distinto –las vibraciones del masticar consisten en picos periódicos cortos de energía, mientras que el canto de chicharrita es más o menos de amplitud constante en el tiempo–; el ruido del viento, y un control sin sonido. Tras analizar el contenido en compuestos de defensa, observaron un aumento de los glucosinolatos –principales moléculas de defensa en Arabidopsis– y de antocianinas –moléculas con un papel secundario– únicamente en las plantas tratadas con el sonido grabado del masticar. Y lo más interesante es que el aumento de defensas no solo se encontraba en la hoja tratada, sino que se esparcía por el resto de hojas provocando una respuesta general, probablemente por una propagación de las vibraciones por el interior de la planta unido a la liberación de compuestos volátiles, que avisan al resto de hojas y a plantas vecinas de la presencia de insectos.

Gritos de auxilio

Desde los años 88 y 90, en dos artículos históricos, el primero pubicado en Netherlands Journal of Zoology y el segundo en Science, es conocido un fenómeno de defensa indirecta basado en la emisión de compuestos volátiles –aromas, olores– por parte de plantas atacadas por artrópodos fitófagos –no solo insectos, también ácaros– que tienen una triple función: atraer depredadores naturales de estos artrópodos (nemátodos, insectos, ácaros e incluso pájaros), parasitoides (mayormente avispas, cuyas larvas se alimentan y desarrollan en el interior o en la superficie del cuerpo de otro artrópodo, causando finalmente su debilitamiento y muerte) y la más novedosa función de avisar a las plantas cercanas de la presencia de fitófagos para que estas vayan sintetizando moléculas de defensa. Se podría decir que estos mecanismos constituyen verdaderos gritos de auxilio, formando parte del lenguaje particular de las plantas.

Flores como orejas

A partir de este momento creció el interés por las vibraciones acústicas, y desde 2014 hasta 2019 se continuaron describiendo diferentes respuestas provocadas por estas en las plantas: en 2015 se describió un retraso de la maduración del fruto en tomate; en 2017 se describió un aumento de la resistencia en Arabidopsis a la infección por Botrytis cinerea, un incremento del contenido en ácido abscísico en alfalfa, un aumento de la tolerancia a sequía en Arabidopsis y un crecimiento diferencial de las raíces de guisante hacia fuentes de agua. Sin embargo, estas respuestas tenían en común ser de reacción lenta, además de no representar ninguna una función biológica frente a sonidos transportados por el aire que se asemejaría más al escuchar humano –recordamos que la masticación produce vibraciones en la superficie de la hoja, o que las raíces reciben las vibraciones desde el sustrato–.

Diferentes respuestas descritas inducidas por la estimulación acústica. Modificado de Frontiers in Plant Science (2018), 9, 25.

En julio de este 2019, sin embargo, se describió por primera vez una función biológica en respuesta a esta clase de sonidos transportados por el aire: el aleteo de una abeja. Investigadores de la Universidad de Tel Aviv encabezados por Lilach Hadany explicaron en Ecology Letters cuán valiosa sería para las plantas la capacidad de recibir y evaluar las ondas de sonido del aire de los polinizadores aéreos cuando estos están cerca y responder rápidamente mediante el incremento de la concentración de néctar en las flores. Así es como probaron esta hipótesis en Oenothera drummondii, u onagra costera, una especie herbácea invasora cuyos principales polinizadores son las abejas y las palomillas (mariposas); esta, por ejemplo, representa una amenaza en el Paraje Natural Marismas del Odiel, Huelva. Los científicos israelitas diseñaron un experimento muy parecido al de la masticación: trataron en este caso flores de plantas de onagra con grabaciones del aleteo de una abeja, con una simulación artificial de las frecuencias de dicho aleteo, con un sonido de frecuencia alta y un control en silencio. Como parecía indicar su hipótesis, efectivamente se producía un aumento del contenido en néctar de las flores tratadas con la grabación del aleteo y con la simulación artificial en cuestión de tres minutos.

Una abeja se impregna del polen de una flor de onagra costera.

Más interesante aún, utilizando una técnica denominada vibrometría de láser, que permite detectar vibraciones mecánicas, observaron que la propia flor vibra en respuesta a la grabación del aleteo. Y esta vibración en sí misma no es una mímesis de la vibración externa, sino que es específica; es decir, la flor solo vibra ante sonidos con frecuencias específicas. Por ejemplo, vibrará la flor en respuesta al sonido del aleteo de abejas o palomillas, pero no lo hará en respuesta al aleteo, de mayor frecuencia, de un murciélago –ya que en el caso de la onagra este no es un polinizador natural. Y añadiendo más información, si se aíslan acústicamente solo las flores y no las hojas o los tallos, el sonido del aleteo no produce una acumulación de néctar en las mismas.

En la parte superior se muestra que la vibración de los pétalos de las flores de onagra costera solo se produce específicamente en respuesta a sonidos de amplitud baja –los más similares al aleteo de sus polinizadores naturales–. En la parte inferior se esquematiza la respuesta: la flor, órgano encargado de “escuchar” el sonido, solo vibra en respuesta a sonidos similares a los de sus polinizadores naturales y no a otros. Modificado de Ecology Letters (2019), 22, 1483–1492.

Todo esto sugiere que las flores actúan, al menos en esta especie, como orejas externas. Existen diferentes parámetros en las especies con flores que pueden influir en las frecuencias de resonancia de estos órganos: forma, tamaño y densidad. Y estos parámetros pueden estar sujetos a selección natural, de manera que las plantas con diferentes tipos de polinizadores habrán desarrollado diferentes propiedades mecánicas en sus “flores-orejas”.

En el contexto de la contaminación acústica

La polinización es crítica para la supervivencia de la mayoría de especies vegetales. Este sistema ecológico de vibraciones acústicas permitiría una comunicación bidireccional entre plantas y polinizadores que podría mejorar la sincronización entre ambos; una mejora de la sincronización conllevaría una mejora de la eficacia de la polinización en ambientes cambiantes y permitiría un menor gasto de néctar y, por tanto, de energía. En ambientes muy ruidosos, como las ciudades, donde la contaminación acústica está a la orden del día por los efectos nocivos para la salud humana, estas ventajas podrían disminuir al producirse un ensordecimiento de las “flores-orejas” –recordemos que las flores eran capaces de vibrar en respuesta a vibraciones de frecuencias específicas–: en la jungla urbana los sonidos de la naturaleza se diluyen en los ruidos del hombre. Texto: Gerardo Carrera Castaño

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