Sarah M. Assmann investiga cómo las plantas perciben señales ambientales para mejorar la resiliencia agrícola frente al estrés térmico e hídrico.
Redactor: Santiago Duarte
Editor: Karem Díaz S.
Las olas de calor llegan antes, alcanzan temperaturas más altas y coinciden con mayor frecuencia con episodios de sequía. Frente a ese escenario, Sarah M. Assmann, Waller Professor of Biology en Penn State, estudia cómo las plantas responden a señales ambientales y cómo ese conocimiento puede aplicarse al desarrollo de cultivos más resistentes.
El punto central de su trabajo está en la fisiología vegetal: los procesos físicos y químicos que permiten a una planta mantenerse viva cuando enfrenta calor, déficit de agua o ambos factores al mismo tiempo. A diferencia de los seres humanos, que pueden recurrir a medios artificiales de enfriamiento, las plantas deben ajustar sus propios mecanismos internos para sobrevivir.
Estomas, agua y temperatura
Cuando hay sequía, la planta no logra obtener suficiente agua del suelo. Cuando hay calor, aumenta la evaporación desde sus hojas. Esa pérdida ocurre a través de pequeños poros llamados estomas, estructuras que también permiten el ingreso de dióxido de carbono para la fotosíntesis.
El problema es que cerrar los estomas ayuda a conservar agua, pero también reduce el enfriamiento y limita la entrada de CO₂. Abrirlos favorece la fotosíntesis y la regulación térmica, pero aumenta la pérdida de agua. Esa tensión fisiológica es clave para entender por qué el estrés hídrico y el calor extremo pueden afectar el rendimiento agrícola.
Assmann explica que las células guardianas que rodean los estomas tienen mecanismos muy precisos de percepción. Cuando el suelo se seca, la planta produce ácido abscísico, una señal hormonal que viaja desde las raíces hacia las hojas. Las células guardianas perciben esa señal y estrechan el poro estomático para reducir la pérdida de agua.
Arroz y seguridad alimentaria
El trabajo de Penn State se enfoca especialmente en variedades de arroz, un alimento básico para aproximadamente la mitad de la población mundial. Aunque en el mercado suelen verse pocas variedades comerciales, existen miles de tipos de arroz con diferencias genéticas y fisiológicas que podrían influir en su tolerancia al calor y la sequía.
La investigación busca identificar si algunas de esas variedades poseen mecanismos adaptativos útiles. Si existen, esos rasgos podrían incorporarse a variedades preferidas por agricultores y consumidores, con el objetivo de mejorar el desempeño del cultivo en climas futuros. Esta línea se conecta con otros estudios sobre cómo las plantas sobreviven a la sequía mediante ajustes en sus células y estomas.
Assmann subraya que la investigación básica es la base de los avances en agricultura. Comprender cómo señales como el calor y la sequía se convierten en respuestas celulares permite orientar programas de mejoramiento con mayor precisión.
Señales internas frente al estrés ambiental
El interés científico no está solo en observar que una planta resiste, sino en explicar cómo lo hace. Las rutas de señalización molecular permiten transformar información ambiental en respuestas concretas, como cambios en el tamaño de los estomas, ajustes hormonales o modificaciones en el comportamiento celular.
Ese enfoque se suma a investigaciones recientes sobre señales químicas de estrés en plantas, que muestran cómo los cultivos detectan condiciones adversas y activan defensas internas. En conjunto, estos avances amplían la comprensión de la resiliencia vegetal desde la escala molecular hasta el rendimiento en campo.
El trabajo también tiene dimensión internacional. Assmann menciona colaboradores en Filipinas, Inglaterra, Francia, Alemania y Estados Unidos en proyectos relacionados con resiliencia del arroz frente a la sequía. Esa cooperación refleja el carácter global del desafío agrícola ante el cambio climático.
Cultivos para un clima más extremo
El objetivo no es crear plantas invulnerables, sino cultivos capaces de responder mejor a condiciones ambientales más severas. En regiones donde las sequías y las olas de calor se vuelven más frecuentes, la mejora de la resiliencia puede ser decisiva para sostener la producción de alimentos.
La fisiología vegetal también puede orientar la agricultura regenerativa. Conocer el genoma de cada variedad, sus diferencias y los rasgos que le permiten responder al ambiente puede ayudar a seleccionar plantas más adecuadas para futuros sistemas productivos.
Este enfoque coincide con la búsqueda de cultivos más resistentes a partir del estudio de adaptaciones naturales. La clave está en identificar mecanismos reales de tolerancia y trasladarlos, mediante mejoramiento o manejo agronómico, a variedades útiles para agricultores.
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