Equipo de la Universidad de Tel Aviv registra por primera vez cómo las plantas ‘hablan’ en una investigación innovadora

Los científicos descubren sonidos de clic, que los humanos no pueden escuchar y que difieren según la especie y el tipo de estrés; me pregunto qué usos hacen otras plantas y animales de la información.

Se sabe desde hace algún tiempo que las plantas se comunican entre sí, pero los científicos israelíes ahora dicen que han identificado «palabras» y han descubierto que diferentes especies hablan en diferentes «idiomas», según un nuevo estudio innovador publicado el jueves en la prestigiosa revista científica Cell.

Los científicos ya saben que las plantas se comunican de diversas maneras cuando están estresadas. Pueden cambiar físicamente (marchitándose o cambiando el color de las hojas), volverse amargos al gusto (para disuadir a los herbívoros) o emitir olores (compuestos orgánicos volátiles) para informar a otros miembros de la familia que están bajo ataque, por ejemplo, por insectos.

Un estudio reciente mostró que las plantas pueden responder al sonido, por ejemplo, aumentando la concentración de azúcar en su néctar para atraer a los polinizadores que están haciendo un alboroto cerca.

Pero según investigadores de la Universidad de Tel Aviv, el nuevo estudio es la primera vez que los sonidos en el aire de plantas estresadas se registran a distancia y se clasifican.

Resulta que las plantas «hablan» con clics, que suenan un poco como palomitas de maíz. Los sonidos se emiten a un volumen similar al del habla humana, pero a altas frecuencias, más allá del alcance auditivo de los humanos.

La profesora Lilach Hadany, de la Facultad de Ciencias Vegetales y Seguridad Alimentaria de la universidad, quien codirigió el estudio, dijo: «Resolvimos una controversia científica muy antigua. Hemos demostrado que las plantas emiten sonidos!”.

Continuó: «Nuestros hallazgos sugieren que el mundo que nos rodea está lleno de sonidos de plantas y que estos sonidos contienen información, por ejemplo, sobre la escasez de agua o las lesiones. Suponemos que en la naturaleza los sonidos emitidos por las plantas son detectados por criaturas cercanas, como murciélagos, roedores, varios insectos y posiblemente también otras plantas que pueden escuchar las altas frecuencias y derivar información relevante.

«Creemos que los humanos también pueden utilizar esta información, con las herramientas adecuadas, como sensores que les dicen a los productores cuándo las plantas necesitan riego.

«Aparentemente, un idílico campo de flores puede ser un lugar bastante ruidoso. Es solo que no podemos oír los sonidos”.

El equipo de investigación registró sonidos ultrasónicos emitidos por plantas de tomate y tabaco que habían sido privadas de agua, habían sufrido un corte en el tallo o se habían dejado solas (como grupo de control).

Los sonidos ultrasónicos tienen una frecuencia de 20 a 150 kHz, que está por encima del límite de la audición humana.

La idea de realizar pruebas en estas frecuencias surgió de una colaboración entre Hadany, que proviene de las ciencias evolutivas, y el otro codirector de la investigación, el profesor Yossi Yovel. Yovel, director de la Escuela de Neurociencia y miembro de la facultad de la Escuela de Zoología y el Museo Steinhardt de Historia Natural, ha estado grabando los sonidos de los murciélagos, que también operan dentro de este rango de frecuencia.

Las plantas se grabaron tanto en el interior de una cámara acústica silenciosa como en un invernadero ruidoso. También se controlaron los cambios fisiológicos en las plantas.

Se entrenaron modelos de aprendizaje automático para hacer coincidir los sonidos con diferentes especies de plantas y las diferentes tensiones a las que estaban sometidas.

Escuchas telefónicas en una planta cortada.
Escuchas telefónicas en una planta cortada. (Cortesía, Universidad de Tel Aviv)

«Nuestras grabaciones indicaron que las plantas en nuestro experimento emitían sonidos a frecuencias de 40 a 80 kilohercios», dijo Hadany.

«Las plantas sin estrés emitían menos de un sonido por hora, en promedio, mientras que las plantas estresadas, tanto deshidratadas como lesionadas, emitían docenas de sonidos cada hora”.

Las plantas de tomate, por ejemplo, hicieron muy poco ruido cuando se regaron, pero en los siguientes cuatro a cinco días, el número de sonidos aumentó, luego disminuyó, a medida que las plantas se secaron.

También se hicieron grabaciones de sonidos provenientes de plantas de tomate con virus del mosaico del tabaco.

Escuchando los sonidos de un cactus alfiletero.
Escuchando los sonidos de un cactus alfiletero. (Cortesía de la Universidad de Tel Aviv)

Para probar aún más sus hallazgos, el equipo llevó a cabo una pequeña encuesta de especies de plantas adicionales, registrando con éxito los sonidos del trigo, el maíz, las uvas Cabernet Sauvignon, los cactus alfiletero y el henbit, esta última una planta anual de la familia de la menta.

«Por lo tanto, esperamos que muchas plantas emitan sonidos, pero la diversidad de características de estos sonidos aún no se ha investigado», escriben.

Los investigadores teorizan que los sonidos podrían estar conectados, al menos en parte, a la cavitación en el tallo. Cuando una planta está bajo estrés, se pueden formar, expandir y colapsar burbujas de aire en el xilema, el complejo de pequeñas tuberías que transportan agua y materiales solubles desde las raíces hasta el tallo y las hojas.

Las vibraciones, a diferencia de los sonidos, causados por este fenómeno, han sido registrados por sensores en el pasado.

Los científicos concluyen que los hallazgos podrían tener potencial para la agricultura de precisión, por ejemplo, para monitorear el agua y las enfermedades, particularmente a medida que el cambio climático causa más sequías, amenazando los ecosistemas y la seguridad alimentaria.

También ofrecen la tentadora posibilidad de que otros organismos puedan «escuchar» y reaccionar a los sonidos.

«Las emisiones de plantas que informamos, en el rango ultrasónico de 20 a 100 kHz, podrían ser detectadas desde una distancia de tres a cinco metros (10 a 16 pies) por muchos mamíferos e insectos, dada su sensibilidad auditiva, por ejemplo, ratones y polillas», dice el documento.

«Hemos demostrado que los sonidos de las plantas se pueden clasificar de manera efectiva mediante algoritmos de aprendizaje automático. Por lo tanto, sugerimos que otros organismos pueden haber evolucionado para clasificar estos sonidos también y responder a ellos”.

Prof. Lilach Hadany (derecha) y Prof. Yossi Yovel de la Universidad de Tel Aviv Aviv.
Prof. Lilach Hadany (derecha) y Prof. Yossi Yovel de la Universidad de Tel Aviv Aviv. (Cortesía de la Universidad de Tel Aviv)

«Estos hallazgos pueden alterar la forma en que pensamos sobre el reino vegetal, que se ha considerado casi silencioso hasta ahora», concluye el artículo.

Hadany y Yovel trabajaron con los estudiantes de investigación Itzhak Khait y Ohad Lewin-Epstein, en colaboración con investigadores de la Escuela de Ciencias Matemáticas Raymond y Beverly Sackler, el Instituto de Investigación de Cultivos de Cereales y la Escuela de Neurociencia Sagol, todos en la Universidad de Tel Aviv.

En declaraciones a The Times of Israel, Hadany dijo que los sonidos podrían ser simplemente un efecto secundario de procesos fisiológicos o podrían ser una forma de comunicación.

Los científicos ya saben que la emisión de compuestos orgánicos volátiles de una planta amenazada puede ayudar a otras plantas a prepararse para el peligro que se está comunicando.

Tal vez los sonidos de una planta podrían tener un efecto similar, según la hipótesis de Hadany, y agregó que los sonidos podrían emitirse más rápidamente que los compuestos orgánicos.

«Los sonidos incluyen información. Podemos aprender sobre el estado de la planta, para que otros también puedan hacerlo. La pregunta es quién usa esta información y para qué”.

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