Un nuevo descubrimiento realizado por científicos podría ayudar a proteger la producción de cultivos y reducir la mortalidad de las plantas debido a la sequía, que representa una cuarta parte de las pérdidas de producción agrícola en Estados Unidos.
por el Servicio de Investigación Agrícola
El agua es esencial para el crecimiento, la reproducción y la supervivencia de las plantas. La sequía causa un estrés severo en las plantas y puede reducir significativamente la producción anual o incluso destruir cultivos enteros. Además, incrementa los costos para los agricultores, quienes deben invertir en riego para mantener sus cultivos. Estos impactos y costos resultan en una reducción del suministro de alimentos y un aumento de los precios para los consumidores.
Tras años de estudiar los mecanismos y efectos de la sequía en las plantas, científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del USDA y de la Universidad Estatal de Colorado (CSU) identificaron cómo mueren las plantas durante la sequía y cómo se pueden revertir algunos de sus efectos. También descubrieron una especie vegetal (un pariente del mijo silvestre) con una notable resiliencia a la sequía extrema, demostrando su capacidad de «resucitar» tras episodios de sequía aguda. El trabajo se publicó en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Durante una sequía severa, el suelo y la atmósfera se vuelven tan áridos que el agua líquida dentro de la planta se transforma en vapor de agua. Este proceso, conocido como formación de embolias, provoca el bloqueo de burbujas de gas en los tejidos conductores de agua de la planta. Estas embolias reducen el transporte de agua y minerales desde el suelo [raíces] hasta las hojas, lo que dificulta procesos esenciales para el crecimiento, la reproducción y la supervivencia de las plantas.
La formación de embolias en plantas era poco conocida porque no se podían observar con la instrumentación y la metodología empleadas en estudios anteriores. El equipo de científicos del ARS y la CSU empleó un método innovador que consistía en escanear plantas enteras con un tipo de máquina de rayos X de laboratorio. Esta máquina les permitió observar el movimiento del agua a través de segmentos de la planta, incluyendo tallos, raíces y hojas, lo que permitió a los científicos detectar estas formaciones de burbujas de gas, o embolias, en toda la planta.
«Hemos descubierto que un pariente del mijo silvestre es capaz de revertir la formación de embolias en los tejidos conductores de agua», dijo Sean Gleason, fisiólogo vegetal investigador del ARS en la Unidad de Investigación de Gestión y Sistemas Hídricos en Colorado. «Llamamos a esta planta mijo de resurrección porque si se riega, incluso después de que casi el 100% del tejido haya sido embolizado, la planta puede rellenar estas embolias y recuperarse.
Este estudio proporciona la primera evidencia directa de una recarga completa y funcional del xilema del tallo tras un estrés hídrico severo. Este avance desafía las suposiciones tradicionales sobre la recuperación hidráulica de las plantas y tiene implicaciones significativas para la resiliencia de los cultivos en entornos con escasez de agua.
Troy Ocheltree, coautor y colaborador del Departamento de Gestión de Bosques y Pastizales de la CSU, explicó las importantes implicaciones que este estudio tiene tanto para la mejora de los cultivos como para los pastizales naturales.
«Los resultados sugieren que incluso si las plantas sufren un estrés severo, podrían recuperarse el mismo año de la sequía y comenzar a crecer de nuevo», afirmó. «Esta capacidad afecta el rendimiento de los cultivos y la cantidad de forraje disponible para el ganado».
Los investigadores buscan aprovechar la nueva tecnología para transferir la resiliencia encontrada en esta especie de mijo a otras especies de cultivos como el trigo, el maíz y el arroz, protegiendo así la agricultura estadounidense.
Más información: Jared J. Stewart et al., Relleno de embolia xilemática revelado en tallos de una maleza, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2420618122
