Agricultura Fisiología vegetal

Protector solar para plantas

Este es un tema que me parece muy interesante sobre todo desde el punto de fisiológico de las plantas pues se está hablando de posibles protectores solares para las plantas de tal forma que con ellos se evite el daño de la radiación solar e incrementar de esta forma su productividad.

Hace poco un equipo de investigación mexicano ha desarrollado y patentado un producto denominado Líquido rojo que dicen proteger a las plantas del estrés producido por ambientes de elevada radiación solar y sequía. Me parece fascinante y una ideal genial. El mecanismo de funcionamiento sería, en resumen, algo así como una película protectora de color rojo (apenas apreciable al ojo humano) que absorbe la dañina radiación ultravioleta del sol, permite a las plantas aumentar la efectividad de la fotosíntesis y a la vez reducir el consumo de agua por evaporación.

Desde que inicié mis estudios en el ámbito de la fisiología vegetal aplicada a la agricultura me ha gustado descifrar el porqué científico a estos procesos. Y fundamentalmente desde que trabajé en el metabolismo secundario de las plantas he descubierto fenómenos sorprendentes.

Las plantas de por sí ya producen su propio protector solar, y este protector son los denominados compuestos fenólicos, productos del metabolismo secundario de las plantas que se sintetizan con el fin de proteger a la planta, bien frente a depredadores, herbívoros o patógenos, como de las condiciones climáticas adversas.

Para conocer el origen de estos protectores solares tenemos que remontarnos a hace unos 400-450 millones de años, durante la transición del Ordovícico-Silúrico, cuando se produjo la colonización del medio terrestre por las plantas, hasta ese momento acuáticas. Las primeras plantas en colonizar el ambiente terrestre se vieron inmediatamente expuestas a una serie de nuevos estreses que no tenían en el medio acuático: la exposición a la dañina radiación UV-B, la carencia de un soporte estructural, el estrés por desecación y ocasionalmente el ataque de herbívoros y patógenos coetáneos. Para luchar frente a estos nuevos estreses las primeras plantas terrestres desarrollaron una serie de rutas metabólicas, a menudo referidas al metabolismo secundario, entre las cuales el metabolismo fenilpropanoide tuvo un papel crucial pues permitió la acumulación de fenilpropanoides simples cuyo máximo de absorción se encuentra en la región del UV-B (280-320 nm).

Aquí está la respuesta: los protectores solares de las plantas no son más que compuestos fenólicos (fenilpropanoides) sintetizados para su defensa.

Detalle de la coloración marrón-rojiza de una hoja de Aloe vera debida a la producción de compuestos fenólicos como fotoprotección.

Ya he hablado del caso del Aloe vera, y de por qué sus hojas se tornan a un color marrón durante los meses de mayor radiación solar. El color marrón lo producen los compuestos fenólicos que la planta sintetiza para protegerse de la radiación ultravioleta. Como he dicho, estos compuestos tienen su máximo de absorción precisamente en la región del ultravioleta (280-320 nm). Es decir, son compuestos que absorben este tipo dañino de radiación. El porqué es muy sencillo: sin estos compuestos, la radiación ultravioleta produciría desactivación de la fotosíntesis (fotoinhibición) y por tanto la muerte de la planta. Además, produciría un aumento de la temperatura de la hoja y también desactivaría la fotosíntesis. Es un mecanismo de defensa habitual en las plantas. Uno de estos mecanismos (además de otros) es la síntesis de compuestos fenólicos que actuan de apantallamiento, absorbiendo la radiación ultravioleta y protegiendo a los fotosistemas (lugar donde se realiza la fotosíntesis) de la inhibición.

Pero no todas las plantas sintetizan de la misma forma estos compuestos fenólicos. Por ejemplo, el Aloe vera es una planta de ambientes xéricos y de elevada radiación, y está adaptada a este tipo de clima y sintetiza estos compuestos para su protección. Pero en cambio, un roble o un haya, son de climas y latitudes donde la radiación solar, tanto en intensidad como en duración es mucho menor y por tanto no tienen necesidad de sintetizar estos compuestos en tanta cantidad como una planta de desierto. Al fin y al cabo, la síntesis de estos compuestos es un gasto energético para la planta, y si no son necesarios no se producen. Lo mismo ocurre en una misma planta, donde las hojas que reciben mayor insolación suelen acumular más compuestos fenólicos que las hojas de sombra.

Pero ante un nuevo escenario de cambio climático con reducción de precipitaciónes, sequías y aumento de la temperatura, es de esperar una merma en la productividad de los cultivos.

Por tanto, se podría pensar que la aplicación de una “crema solar” hecha a base de este tipo de compuestos fenilpropanoides, puede crear una película o pantalla que protega a las hojas de la fotoinhibición producida por la radiación solar en combinación con la menor disponibilidad de agua y temperaturas elevadas. Con la aplicación de este protector lograríamos disminuir la temperatura de la hoja y con ello reducir el consumo de agua por transpiración a través de los estomas. La transpiración es un mecanismo que podemos asociarlo al sudor de los humanos. La pérdida de agua por evaporación en la superficie de la piel disminuye la temperatura. En las hojas de las plantas ocurre algo similar para poder reducir la temperatura y con ello impedir la fotoinhibición y muerte de la planta.

De esta forma el protector solar en base a compuestos fenólicos mejora la eficiencia de la fotosíntesis y además reduce el consumo de agua ante esta nueva situación de cambio climático. Pero aún hay más. Hemos dicho que estos compuestos también tienen una acción de defensa frente a herbívoros y otros patógenos. Por tanto, la aplicación de un protector solar de estas características también actua (en cierto grado) como pesticida o repelente de herbívoros.

Dicho todo esto, ante la pregunta de si existen protectores solares para plantas diré que sí, ya existen, las plantas los desarrollaron a lo largo de la evolución, pero además en base a este conocimiento, existe la posibilidad de aplicarlo a nuestros cultivos con el fin de obtener mejoras en el rendimiento: producir más con menos, el objetivo de la agricultura sostenible.

Joaquín Herrero
Doctor en Biología at
Nací en Palencia y me considero un tipo campechano, inquieto, al que le gustan los nuevos retos. Doctor en Biología Vegetal, licenciado en biología, máster en Biotecnología Vegetal, máster en sistemas de calidad e inocuidad alimentaria, también realicé estudios de Ingeniería agrícola. Mi objetivo es crecer día a día en la investigación sobre el mundo agroalimentario, ser feliz con ello y poder aportar algo bueno a la sociedad.

One comment

  • 12/05/2017 - 03:22 | Permalink

    Muy interesante la publicación. Mi aporte seria informar que también existe un gel polimérico que absorben las plantas creando una película de 1 mm de espesor en las hojas haciéndolas más gruesas y también ocupando los espacios intercelulares, esto le permite regular la temperatura y crear un escudo biomecánico contra plagas, principalmente insectos y algunos tipos de hongos. Tengo fotografías de mandíbulas de gusanos cogolleros pegadas en las hojas después de una mordida. Sirve como protector solar porque actúa incrementando los silicobiolitos (formados por sílice amorfa). que reflejan el exceso de luz y retienen cuando esta nublado o cae la tarde para continuar por más tiempo el proceso de clorofila en condiciones adversas .Resumen más producción de masa vegetal y menos estrés biótico y abiótico.

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