¿Eres madrugador o trasnochador? La tendencia a madrugar o acostarse tarde está determinada por nuestro reloj circadiano , un cronómetro biológico que asegura que nuestro cuerpo se adapte a la hora del día.
por Christopher Buckley y Mike Haydon, Universidad de Melbourne
Esto también cambia a lo largo de la vida: los adolescentes prefieren dormir hasta tarde y las personas mayores disfrutan de cenas tempranas. Esto se debe a que nuestro ritmo interno se acelera con la edad.
Cuando nuestro ritmo circadiano está desincronizado, como después de un vuelo de larga distancia o un turno de noche, nos sentimos cansados y desorientados. Esto se debe a que nuestros relojes circadianos influyen en casi todos los aspectos de nuestra fisiología.
Una creciente conciencia del impacto de nuestros ritmos biológicos en la salud y la enfermedad está empezando a entrar en la práctica clínica como cronomedicina , que puede orientar decisiones como el momento óptimo de los tratamientos o incluso el diseño de hospitales.
Pero no solo los humanos tenemos un reloj circadiano. Los microbios , insectos y plantas también necesitan saber la hora para sincronizar su biología interna con el entorno.
De hecho, el primer experimento que demuestra los ritmos circadianos fue realizado con una planta de mimosa por el filósofo natural Jean-Jacques d’Ortous de Mairan en el siglo XVIII.
Así como existe variación en los ritmos circadianos humanos, existe una diversidad similar en los ritmos internos de las plantas. Por ello, algunas plantas responden de forma diferente a otras ante cambios en el entorno.
Por ejemplo, si miras por la ventana en primavera en Australia, es posible que notes que los brotes de algunas plantas se abren antes a medida que los días comienzan a alargarse.
O, al mismo tiempo, en el hemisferio norte , verás variaciones en el momento en que las hojas cambian de color y caen en los días más cortos del otoño.
Y, al igual que para los humanos, un reloj circadiano que funcione correctamente es crucial para la salud de las plantas.
¿Qué significa entonces la variación en los ritmos circadianos para nuestros cultivos comerciales?
La cronocultura , palabra compuesta por «chrono» (tiempo) y agricultura, es un concepto emergente que tiene como objetivo explotar la comprensión de los ritmos biológicos en las plantas para mejorar la producción agrícola .
Podría incluir la optimización del momento de la aplicación de fertilizantes o pesticidas, el monitoreo y la automatización las 24 horas, nuevas estrategias de mejoramiento o simplemente elegir la variedad de cultivo adecuada para las condiciones locales o estacionales.
Recientemente, estudiamos la variación de los ritmos circadianos en variedades de trigo australianas. Al igual que en los humanos, observamos que los ritmos circadianos se aceleran con la edad de las plantas y encontramos una variación considerable.
Encontramos evidencia de que los ritmos internos de algunas plantas de trigo podrían no adaptarse óptimamente a su entorno de crecimiento.
De hecho, algunas variedades de trigo podrían estar sufriendo jet lag crónico.
Para evaluar si esto podría afectar aspectos de la salud y la producción de los cultivos, medimos el tiempo de senescencia foliar . Este es un proceso natural de envejecimiento de la planta, en el que esta extrae nutrientes de sus hojas y los redistribuye al grano en desarrollo.
Sorprendentemente, encontramos una fuerte relación entre los ritmos circadianos, el momento de la senescencia y el contenido de nutrientes del grano. En otras palabras, podemos predecir la velocidad del ciclo de vida de la planta midiendo su ritmo circadiano.
Esto nos indica que pequeños cambios en el mecanismo interno de sincronización de las plantas de trigo pueden tener consecuencias para la calidad del grano. También sugiere que habrá consecuencias negativas si los ritmos circadianos de las variedades o cultivares no se adaptan adecuadamente a su entorno de crecimiento.
El reloj circadiano de las plantas no sólo controla la senescencia y la floración: también participa en la regulación de la sincronización de muchos procesos, como las respuestas al estrés, la fotosíntesis y el metabolismo.
Existen, pues, muchas aplicaciones potenciales de la cronocultura, y este concepto se vuelve más pertinente a medida que cambia el clima.
El aumento futuro de las temperaturas globales hará que algunas regiones cultivables del mundo sean inadecuadas para la agricultura. Otras regiones, a su vez, se volverán más aptas para el crecimiento, pero sus características ambientales podrían no ser las mismas.
En Australia, se prevé que la gama actual de aptitud agrícola se desplace hacia el sur, hacia climas más fríos . Sin embargo, la duración del día en las regiones más meridionales es más corta en invierno y más larga en verano, por lo que las variedades de cultivos actuales podrían estar mal adaptadas.
Aumentar nuestro conocimiento sobre cómo funciona el reloj circadiano en las plantas podría ayudar a los cultivadores a producir más rápidamente cultivares mejor adaptados para crecer en diferentes latitudes.
Actualmente estamos estudiando un conjunto más amplio de cultivares de trigo en busca de ritmos circadianos y características agrícolas para identificar los genes más importantes que subyacen a esta variación.
A partir de estas diversas plantas, esperamos encontrar nuevas fuentes de variación en el reloj circadiano que los cultivadores podrían utilizar para desarrollar cultivos que puedan mantener su rendimiento frente al cambio climático.
Al realizar esta investigación, no sólo estamos construyendo un mejor conocimiento científico de la planta de trigo, sino que también estamos sembrando las semillas para cultivos más resilientes y productivos en un futuro climático incierto.
Proporcionado por la Universidad de Melbourne
Este artículo se publicó originalmente en Pursuit. Lea el artículo original aquí .
Nota editorial:
Este artículo ha sido elaborado con fines divulgativos a partir de información pública y fuentes especializadas, adaptado al enfoque editorial del medio para facilitar su comprensión y contextualización.
