Las plantas pueden modificar el sistema hidráulico de sus raíces para mantener el estado hídrico y utilizar estratégicamente el agua del suelo, según un nuevo estudio publicado hoy en New Phytologist .
Cuando los suelos se secan, las plantas pueden reducir el consumo de agua de la capa superficial, a la vez que aumentan su absorción a mayor profundidad. Por el contrario, cuando la capa superficial se rehumedece, las plantas pueden reorganizar instantáneamente su absorción de agua para una mayor eficiencia energética, maximizando el agua cerca de la superficie y reduciendo su absorción en las capas inferiores.
El estudio se centró en campos de trigo y pastos permanentes y descubrió que la absorción de agua de las raíces profundas estaba controlada por el agua de la capa superior del suelo y, por lo tanto, el agua de la capa superior del suelo no solo sirve como un recurso sino también como una señal que coordina el uso óptimo del agua del suelo a diferentes profundidades.
«Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para comprender mejor los mecanismos que utilizan las plantas para afrontar el estrés hídrico periódico y para seleccionar variedades tolerantes a la sequía», afirmó el Dr. Xiaoxian X Zhang, autor correspondiente del estudio. «Creemos que esta es la primera vez que esto se demuestra en condiciones de campo».
En el campo, las plantas experimentan estrés hídrico periódico y sus raíces penetran a una profundidad mucho mayor que en los estudios en macetas. Hasta la fecha, las estrategias que emplean las plantas en el campo para afrontar dicho estrés son poco conocidas debido a la dificultad de las mediciones in situ.
«Nuestros hallazgos sugieren que el agua de la capa superficial del suelo no solo sirve como recurso, sino que también actúa como un factor regulador que coordina la absorción de agua por las raíces en todo el perfil del suelo», afirmó Zhang. «Cuando la capa superficial del suelo se seca, las plantas aumentan su absorción de agua del subsuelo, mientras que cuando la capa superficial del suelo se rehumedece por la lluvia, las plantas reducen rápidamente su absorción de agua del subsuelo, a la vez que aumentan la de la capa superficial. Estos cambios adaptativos en la absorción de agua por las raíces de diferentes capas del suelo pueden deberse a que la absorción de agua de la capa superficial del suelo es más eficiente energéticamente para las plantas».
Los científicos vegetales denominan a este concepto «economía radicular». El agua de la capa superficial del suelo es propensa a la evaporación, pero rica en nutrientes, por lo que las plantas la absorben preferentemente siempre que sea posible y utilizan el agua del subsuelo almacenada como reserva.
El mecanismo de este proceso sigue siendo desconocido. El estudio sugiere que las plantas parecen ajustar la permeabilidad hidráulica de sus raíces a diferentes profundidades mediante acuaporinas (proteínas que forman poros en las membranas celulares), las cuales controlan las vías intercelulares, pero se desconoce el mecanismo real que desencadena esta regulación.
El equipo de investigación analizó los cambios en la absorción de agua, el potencial hídrico y la permeabilidad hidráulica de las raíces en un campo de trigo y un campo de pastos permanentes durante tres meses. Se observó una sutil diferencia en estas estrategias entre los dos sistemas de cultivo: el sistema de pastos es más tolerante al estrés hídrico en la capa superficial del suelo y más eficiente en el uso del agua del subsuelo.
Estos hallazgos tienen implicaciones significativas para comprender los mecanismos que utilizan las plantas para afrontar el estrés hídrico periódico. También indican que, además de evaluar la morfología radicular y la rizosfera, la fenotipificación de los cambios adaptativos en la conductividad hidráulica radicular es crucial para el desarrollo y la selección de cultivos tolerantes a la sequía.
Más información: Las plantas de campo regulan estratégicamente la absorción de agua desde diferentes profundidades del suelo ajustando espaciotemporalmente la conductividad hidráulica de sus raíces radiales, New Phytologist (2025). nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.70013
