¿Cómo saben las plantas cuando florecer?

      Las fotos que están viendo corresponden a exactamente el mismo árbol, pero fueron tomadas en 4 épocas diferentes del año. ¿Cuál foto fue tomada en primavera? Pues es muy fácil, es la tercera foto de izquierda a derecha. ¿Cómo lo sabemos? Por las flores, ¿cierto? Ahora, vamos a la pregunta realmente interesante: ¿Cómo supo el árbol que era primavera y que debía florecer?

      Si bien no todas las plantas florecen en primavera, muchas de ellas lo hacen. Este comportamiento ha sido seleccionado de manera evolutiva, ya que les permite a las plantas producir flores -y sus gametos, que se encuentran dentro de ellas- en una época del año que tiene un clima benigno y que no pondrá en peligro su éxito reproductivo. Si las flores fueran producidas en medio del invierno, las heladas podrían acabar con ellas y las plantas no podrían reproducirse. El descubrir cómo las plantas “saben” que llegó la primavera ha sido una de las travesías científicas más fascinantes de la biología vegetal.

El tabaco gigante y la noche larga

      En 1906 los agricultores del tabaco de Maryland (USA) fueron bendecidos por la naturaleza con una variedad de tabaco nueva, que apareció de manera espontánea en sus campos y que los llenó de alegría (y dinero). Este tabaco fue bautizado como Maryland Mammoth y, como su nombre lo indica, era una planta enorme: crecía hasta casi cuatro metros, producía más de 100 hojas y era mucho más grande que las plantas de tabaco silvestre.

El tabaco de la izquierda es el silvestre y el de la derecha es el Maryland Mammoth. El sujeto que está sobre los hombros del estudiante es Richard Amasino, investigador de la Universidad de Wisconsin.

      Sin embargo, el tabaco Maryland Mammoth tenía un problema: no florecía en primavera -como lo hace el tabaco silvestre- y sólo producía unas pocas flores muy entrado el invierno; esas flores se dañaban con el frío y no producían semillas. El tabaco Maryland Mammoth era una mina de oro, pero como no se podía reproducir, los agricultores se sintieron muy decepcionados. Harry Allard y Wightman Garner, dos investigadores del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA), se interesaron en averiguar por qué el tabaco Maryland Mammoth se entretenía tanto haciendo hojas y se olvidaba de florecer, para hacerlo solo entrado el invierno. Mediante sencillos experimentos, Allard y Garner descubrieron que el tabaco Maryland Mammoth sí florecía cuando lo ponían en condiciones de luz similares a las del invierno. Estas investigaciones fueron el punto de partida para descubrir el comportamiento de las plantas con respecto a la cantidad (y calidad) de la luz y su efecto en la floración. Descubrieron 3 tipos de comportamiento: plantas que florecían cuando el día era largo y la noche corta (a las que llamaron plantas de día largo, como el tabaco silvestre), plantas que florecían cuando el día era corto y la noche larga (a las que llamaron plantas de día corto, como el tabaco Maryland Mammoth) y plantas a las que “les daba lo mismo” la duración del día (a las que llamaron plantas neutrales). Este comportamiento, relacionado con la cantidad de luz que las plantas reciben y su respuesta floral, fue llamado fotoperíodo y explica por qué algunas plantas florecen en primavera -cuando el día se hace más largo- y otras lo hacen en invierno, cuando los días son cortos.

El florígeno

      Experimentos posteriores permitieron descubrir que eran las hojas de las plantas las encargadas de medir la duración del día y la noche. En efecto, si se toma una planta de día corto y se la pone en condiciones de día largo, esta obviamente no florecerá. Sin embargo, bastaba con someter a sólo una hoja de la planta a un régimen de día corto -usando un sobre de papel aluminio para cubrirla y acortar la duración del día sólo en esa hoja- para inducir la floración de la planta. Lo más increíble era que si se cortaba esa hoja inducida y se le injertaba a una planta no inducida, ésta florecía. Es más, esa misma hoja inducida de una planta de día corto, si era injertada en una planta de día largo no inducida, hacía que ésta floreciera. Es decir, existe una señal de naturaleza móvil, estable y universal que hace florecer a las plantas. La señal, de naturaleza desconocida, fue bautizada como florígeno (u hormona floral) por el fisiólogo Ruso Mikhail Chailakhyan en 1936. La búsqueda del florígeno fue frenética pero infructuosa. Tuvieron que pasar más de 70 tortuosos años -incluyendo su descubrimiento y retracción del artículo respectivo por manipulación de datos- para que finalmente el año 2007 se descubriera que se trataba de una proteína pequeña, llamada FLOWERING LOCUS T (FT). La proteína FT se expresa exclusivamente en las hojas de las plantas en respuesta a la presencia de una proteína que se llama CONSTANS (CO). Se sabía que la expresión de CO respondía al fotoperíodo -entre otros factores- y que en las plantas de día largo sólo era posible encontrar esta proteína cuando las plantas estaban sometidas a condiciones de día largo y que desaparecía rápidamente en condiciones de día corto. De esta forma, el día largo induce la expresión de CO y a su vez esta proteína induce la expresión de FT, que se mueve por el sistema vascular de las plantas, desde las hojas hasta las puntas de los tallos, para inducir la floración. Lo más bello de este modelo es que se encontró que FT y CO también regulaban la floración en las plantas de día corto. La única diferencia es que en las plantas de día corto -como arroz- CO actúa como un represor de FT y por lo tanto en día largo inhibe su expresión.

Modelo de inducción floral mediado el fotoperíodo y el módulo CO/FT. Se muestra como funciona en plantas de día largo (Arabidopsis, a la izquierda) y de día corto (Arroz, a la derecha). En arroz, las proteínas CO y FT se conocen con el nombre de Hd1 y Hd3a, respectivamente.

      Actualmente se sabe que la proteína FT es un inductor universal de la floración y además puede regular la juvenilidad de los árboles. Por ejemplo, los Álamos requieren de varios años para florecer por primera vez; sin embargo, plantas de Álamo transgénico que expresan fuertemente FT florecen a las cuatro semanas de vida. Recientemente el grupo del científico Estadounidense Ralph Scorza ha logrado generar plantas transgénicas de ciruelo que florecen en menos de un año cuando son crecidos desde semillas en vez de los 3 a 10 años que demoran normalmente. Esta tecnología se llama FasTracking y podría acelerar la generación de nuevas variedades de frutales, incluso de aquellos que hasta ahora no han sido mejorados debido a la enorme cantidad de tiempo que debe transcurrir para que produzcan flores (y frutos) por primera vez, como este árbol, al que le tomó más de 90 años producir sus primeras flores.

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24 comentarios sobre “¿Cómo saben las plantas cuando florecer?

  1. Gabo, se agradece el artículo que clarifica un aspecto ligado a la duración día/noche. No obstante lo anterior, y desde la perspectiva de un apicultor que sigue de cerca las floraciones, falta por explicar los adelantes o atrasos en los inicios de floraciones. En particular considerando que la duración día/noche es algo más mecánico y predecible y me parece de una amplitud de variación menor a los cambios detectados entre temporadas en los inicios de floración.

    1. Hola. Lo que pasa es que omití información para simplificar el post: las plantas también miden la cantidad de frío que acumulan durante el invierno y solo florecen si acumulan un número adecuado de horas de frío. Si es menor a un determinado valor, florecen poco y mal. Eso contribuye a explicar las diferencias entre temporadas.

      1. No sólo las HF que acumulan como dormancia, sino que después los Grados Día que acumulan para expresarse.
        Ahora una pregunta ¿Y los gatos? ¿También tienen fotoperíodo o se ven influenciados por las feromónas de las plantas? Digo por el Agosto de los gatos …

  2. Alguien me dijo q el stress hídrico podía inducir la floración, imagino q no son todas iguales tampoco en esto, ¿pero hay alguna relación entre la producción de esos florígenos y el agua?

    1. El estrés (en varias formas) también tiene un efecto en la floración. De hecho, las plantas estresadas tienden a florecer antes; se cree que sería un mecanismo para tratar de dejar descendencia a toda costa. No se si el estrés hídrico en particular lo haga, pero no me extrañaría. Saludos y gracias por leer!

    1. La calidad de la luz es importante. De hecho, las plantas “ven” las diferentes longitudes de onda y responden de manera diferente. Si la luz es de baja calidad espectral influye en la floración. Saludos y gracias por leer.

  3. Hola me gustaría saber que ocurre si someto a una planta de día corto a las condiciones de una de día largo y a una de día largo a las condiciones de una de día corto?

    1. Hola. Lo que sucede si pones a una planta de día largo en día corto es que esa planta se va a entretener haciendo hojas. Cualquier planta que responda al fotoperíodo (ya sea día largo o día corto) responderá creciendo vegetativamente (hojas, tallos) cuando es puesta en el fotoperíodo no-inductivo. Saludos y gracias por leer.

  4. cuando dices la frase de que la planta se entretiene haciendo hojas, las imagino cante cante la la la la la la “bordando hojas” y luego se dan cuenta de que es tarde.

  5. Planteo (¿o planto?) la siguiente pregunta, maestro:

    ¿Será esa la razón por la que la calidad de la maría juana proveniente de los países tropicales supera ampliamente a la de las zonas templadas?

    Aquellos que realizan autocultivo suelen iluminar 24/7 para estimular el crecimiento de la planta. ¿En qué formas afecta dicha sobreexposición lumínica a la planta en contraposición a una planta crecida en su entorno natural? ¿Cuál es la dimensión del impacto fotolumínico en plantas que crecen en zona tropical con respecto a las que crecen en zonas templadas y las que crecen en altas latitudes?

    Nota1: Si bien menciono un caso específico, seguro podría aplicarse a muchas otras plantas, incluyendo las halladas en jardines, Malls, etc.
    Nota2: Soy un gato sano capaz de producir sus propias endorfinas al ronronear. Tampoco he sido expuesto a Nepeta Cataria. :3

    1. Hola. El crecimiento en esas condiciones favorece el crecimiento de las plantas de cierto tipo. Sin embargo, desconozco que ocurre en el caso particular de la marihuana… aunque seguro hay muchos expertos allá afuera XD saludos!

      1. Usando otro ejemplo un poco menos polémico:

        ¿Es afectada de algún modo la calidad y/o cualidades de una hortaliza o fruta en una planta iluminada 24/7 en comparación a una iluminada bajo condiciones estándar?

  6. Buenos días Gabriel,

    Trabajamos con una planta bien desconocida para la ciencia y la verdad, tenemos serias dudas a la hora de encasillarla dentro de las tres tipologías de las que hablas; “día largo”, “día corto” y “neutras”.

    Tampoco esta claro a que ruta fotosintética pertenece ya que no es puramente ni una C3 ni una C4. En fin, una planta a la que le gusta ser por lo menos misteriosa…!

    Dependiendo de la zona en donde esta, florece de un modo u otro sin guardar aparente relación. Desde luego que hay algo que se nos pasa, pero el que?

    En España florece en septiembre a la salida del verano. Podríamos pensar que la caída de temperatura y la disminución lumínica interviene pero no, en climas trópicos florece a finales de mayo principios de junio cuando la luminosidad es mayor (días más largos). Si bien es cierto, en el último ejemplo, coincide en que la temperatura promedio es 1,2º menos pero ya hemos constatado que la planta no reacciona a esa temperatura. Por tanto descartado un tema de temperatura… El ciclo tampoco es patrón ya que independientemente de la edad o el momento de plantación, la planta florece.

    Tenemos una teoría “marciana” que quizá pueda explicar el porque. Pensamos que la planta busca el equilibrio entre horas de sol y oscuridad. Es en ese momento donde podría asociarse a un patrón. Si bien es cierto que hay dos momentos en el año donde se da este equilibrio (12 horas de sol y 12 horas de oscuridad total) y por ejemplo en España solo florece una vez (tenemos un invierno relativamente agresivo) hay en zonas templadas/cálidas donde la temperatura es muy lineal y la planta puede florecer dos veces. No obstante no es lo normal…

    ¿que opinas maestro?

    Se me olvidaba, la planta es Arundo Donax.

    Saludos a todos

    1. Hola Ángel. Me ha interesado mucho lo que describes. La explicación más fácil es que se trata de variantes genéticas. Verás, en Arabidopsis thaliana ocurre lo mismo: las plantas que crecen en ciertas latitudes son de día largo, bianuales y requieren verbalizar. Las más ecuatoriales también son de día largo, pero sus requerimientos de vernalización son nulos. En estas plantas se han detectado variaciones genéticas que explican este cambio que sería adaptativo y que estaría relacionado con esos hábitos de crecimiento. Si necesitas conversar más al respecto me puedes escribir a gleon@unab.cl

  7. Así como las plantas traen beneficios a la naturaleza, también lo hacen con nuestro entorno inmediato. Tenerlas en nuestras casas, incluso en nuestros lugares de trabajo, son un asunto más allá de lo decorativo. En http://sembramos.com.co se comparte algunos beneficios de tener plantas en casa.

  8. Hola amigos: la verdad es complicado entender sus terminos. Soy apicultor necesito saber del tema, esta es una. Una herramienta de trabajo para mi mecesito esta informacion. Pero explicada para un Obrero Apicola.

    Me preocupa que siendo el final de mayo 2016 (5ta region chile)ya esten florenciendo los Tebos, Los Colliguay, Boldos. Creo sentir un excesivo a delantamiento de estas floras.podrian perjudicarme al tener un Verano/Otoño mas largo…

    1. Efectivamente, las horas de frío en el invierno están muy erráticas, lo que incide en floraciones idem. No he mirado como vamos ahora, pero todavía falta invierno. En todo caso es esperable que, de seguir subiendo la temperatura media del planeta, la floración de diferentes especies se vea afectada.

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