Debajo de la superficie inmóvil que percibimos a simple vista, las plantas llevan una vida intensa, compuesta de Intercambios químicos continuos, señales internas y respuestas rápidas. al medio ambiente. Incluso cuando todo parece estar en calma, raíces, tallos y semillas se comunican entre sí para regular el crecimiento y adaptarse a las variaciones de luz, agua y calidad del suelo. En este complejo sistema, la ciencia ha identificado un protagonista inesperado: el melatonina.
Para los humanos, la melatonina está relacionada principalmente con el sueño y los ritmos circadianos. En las plantas, sin embargo, la misma molécula realiza funciones completamente diferentesconvirtiéndose en una auténtica herramienta de supervivencia. Los estudios más recientes demuestran que la melatonina vegetal favorece el desarrollo, regula los ciclos diarios y ayuda a las plantas a defenderse del estrés ambientalcomo temperaturas extremas, sequías o suelos pobres en nutrientes.
Segundo Abdul Latif Khaninvestigador de la Universidad de Houston:
La melatonina se ha consolidado como una molécula central en la agricultura gracias a su capacidad para estimular el crecimiento de las plantas y mitigar el estrés abiótico.
Es por ello que el interés científico en torno a este compuesto aumenta constantemente.
¿Cómo actúa la melatonina en las plantas?
En las plantas, la producción de melatonina sigue una vía bioquímica bien definida. Las células vegetales transforman el triptófano primero en serotonina y luego en melatonina, gracias a la acción coordinada de diferentes enzimas. Los niveles de esta sustancia Aumentan especialmente en las etapas iniciales de crecimiento y durante el desarrollo de las semillas.momentos cruciales para la supervivencia de la especie.
La peculiaridad radica en el hecho de que la melatonina se planta, pero en diferentes zonas de la célula, incluidos los cloroplastos, el citoplasma y el retículo endoplásmico. Esta flexibilidad permite a las plantas reaccionar eficazmente ante condiciones adversas como el calor intenso, el frío, la escasez de agua o la presencia de sustancias tóxicas en el suelo.
Como explica Imad Aijaz, autor principal del estudio:
En las plantas, el reloj interno regula procesos como la expresión genética, el metabolismo y la estabilidad de las proteínas, sincronizándolos con los ciclos diarios y estacionales.
La melatonina se convierte así en una especie de regulador central del tiempo biológico de las plantas..
Un aspecto particularmente interesante se refiere al vínculo entre Plantas y melatonina producidas por microorganismos del suelo.. Algunas bacterias y levaduras que viven alrededor de las raíces son capaces de sintetizar melatonina, especialmente cuando se encuentran en condiciones de estrés, como alta salinidad, bajas temperaturas o presencia de metales pesados.
especies microbianas como Bacillus, Pseudomonas, Lactobacillus y diversas levaduras. pueden acumular grandes cantidades de melatonina y liberarla al suelo. Este aporte extra es absorbido por las plantas y contribuye a Fortalecer las raíces, intensificar la pigmentación y mejorar la tolerancia al estrés. en numerosos cultivos agrícolas.
Khan señala que «Los microorganismos productores de melatonina enriquecen el suelo, mejorando la disponibilidad, absorción y transporte de melatonina dentro de las plantas, con efectos positivos sobre el crecimiento y la resistencia».
Ciclos de melatonina en plantas e influencia en el crecimiento.
Las plantas también siguen un ciclo diario de melatonina. Durante la noche los niveles aumentan, mientras que con la luz del sol disminuyen. Este patrón permite a la planta coordinar funciones fundamentales como la apertura y cierre de los estomas de las hojas, la gestión de la energía y el inicio de la floración.
Las señales de melatonina viajan a través Vías químicas específicas y receptores dedicados.incluido PMTR1. A medida que la molécula ingresa a los tejidos vegetales, los modelos de crecimiento cambianinfluyendo en la germinación de las semillas, la fotosíntesis y la producción de nuevas semillas. Las investigaciones muestran que estos mecanismos varían mucho entre diferentes especies, estaciones y órganos de las plantas.
La melatonina no actúa sola. En las plantas interactúa con diversas hormonas, ayudando a mantener un delicado equilibrio entre crecimiento y defensa. Un ejemplo significativo es la relación con citoquininauna hormona que mantiene las hojas verdes, activas y funcionales para la fotosíntesis. En condiciones estresantes, como exceso de luz o sequía, las hojas tienden a envejecer más rápidamente. melatonina fortalece la acción de la citoquininaenviando una señal más fuerte para «mantenerse ecológicos y operativos».
Otro caso se refiere a laácido jasmónicoinvolucrado en las respuestas de defensa. En situaciones de estrés salino, esta hormona puede activarse excesivamente, frenando el crecimiento. melatonina Modera esta respuestaevitando que la planta desperdicie energía en defensas inútiles y permitiéndole seguir desarrollándose.
Nuevas perspectivas para la agricultura
Además de beneficiar a las plantas, la melatonina presente en el suelo También modifica la composición microbiana.apoyando bacterias beneficiosas como Proteobacterias y Actinobacterias y reduciendo la presencia de hongos dañinos. Los procesos que hacen que el nitrógeno y el fósforo estén disponibles también mejoran, mientras que las micorrizas se vuelven más eficientes para sostener las raíces.
Los investigadores ahora están desarrollando Microorganismos diseñados capaces de producir melatonina de forma autónoma.liberándolo sólo cuando la planta envía señales de estrés. Los primeros resultados muestran raíces más fuertes, mayor absorción de nutrientes y mejor supervivencia en condiciones difícilescomo calor extremo o alta salinidad.
El estudio, publicado en la revista iCienciaallana el camino para Estrategias agrícolas más naturales y sostenibles.basado en un uso inteligente de la melatonina.