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| Los lóbulos que forman la boca de la venus atrapamoscas se curvan hacia adentro para atrapar a sus presas. Chris Mattison/Nature Picture Library. |
Hay algo profundamente desconcertante
en una venus atrapamoscas. Uno espera encontrar lentitud en una planta. Una
cierta resignación vegetal. Un árbol puede tardar un siglo en alcanzar su
altura definitiva; un roble no parece tener prisa alguna. Las plantas, en
general, viven como probas funcionarias: eficientes, discretas y sin
movimientos bruscos. La venus atrapamoscas (Dionaea muscipula) y
desmonta toda esa imagen.
Imagine que es usted un insecto
razonablemente satisfecho con la vida. Ha sobrevivido a arañas, libélulas y
pájaros. Ha aprendido a desconfiar de cualquier cosa que tenga colmillos o
demasiados ojos. Y, sin embargo, un día aterriza tranquilamente sobre lo que
parece una inocente hoja verde. Hay unos pequeños pelos en su superficie
interior. Los roza una vez. No ocurre nada. Cuando los toca una segunda vez la planta
le da un portazo en la cara. Todo sucede en menos de un segundo.
Cuando Charles Darwin contempló por
primera vez una venus atrapamoscas, quedó absolutamente fascinado. En una época
en la que las plantas eran consideradas poco más que mobiliario fotosintético,
aquello parecía una herejía biológica. En su libro Insectivorous Plants,
publicado en 1875, llegó a describirla como «una de las plantas más
maravillosas del mundo». Viniendo de Darwin, que había pasado años observando los
aburridos percebes con una dedicación monástica, el mecanismo que cerraba las
hojas aquello era algo extraordinario.
Las plantas carnívoras ya habían
aparecido mucho antes en la literatura botánica. En 1554, el médico y botánico
flamenco Rembert Dodonaeus ilustró una especie de Drosera en un tratado
sobre vegetación. El problema era que la confundió con un musgo. Durante más de
tres siglos nadie comprendió realmente qué estaba ocurriendo. No fue hasta
Darwin cuando quedó claro que aquellas plantas no sólo atrapaban insectos: los
digerían y aprovechaban sus nutrientes.
Era una inversión completa del orden
natural. Las plantas habían dejado de ser el menú para convertirse en
depredadores. La explicación ecológica era elegante. Muchas plantas carnívoras
viven en suelos ácidos, pantanosos y extraordinariamente pobres en nutrientes.
Especialmente escasos en nitrógeno, un elemento imprescindible para fabricar
proteínas, ácidos nucleicos y buena parte de la maquinaria química de la vida.
Ante semejante escasez, estas plantas encontraron una solución radical: si el
suelo no proporciona nitrógeno suficiente, quizá convenga empezar a comerse a
quienes sí lo contienen. No es una estrategia especialmente refinada, pero
tampoco lo es la de un león.
Desde que Darwin alabara la rapidez de
la venus atrapamoscas, generaciones enteras de científicos han intentado
averiguar cómo demonios consigue moverse tan deprisa. Porque, en realidad, una
planta no debería poder hacerlo. Durante décadas se fue completando el
rompecabezas. Se descubrió que los pequeños pelos sensitivos del interior de la
trampa actúan como sensores mecánicos. Una sola estimulación no basta. Dos
contactos consecutivos en un breve intervalo generan impulsos eléctricos que
recorren la hoja. La planta, sorprendentemente, utiliza algo parecido a un
sistema nervioso elemental.
A comienzos del siglo XXI, el físico
francés Yoël Forterre y sus colaboradores demostraron que la trampa abierta
almacena energía elástica. Sus dos lóbulos permanecen curvados hacia fuera,
sometidos a tensión, como una cinta métrica doblada, un cepo lobero o una chapa
metálica a punto de saltar. Cuando llega el momento oportuno, toda esa energía
se libera de golpe y los lóbulos invierten su curvatura hacia dentro.
Aquello explicaba cómo podía
producirse un movimiento tan rápido. Pero quedaba la pregunta decisiva: ¿qué
apretaba exactamente el gatillo? Existían dos hipótesis. La primera sostenía
que el impulso eléctrico provocaba un rápido desplazamiento de agua hacia
determinadas células de la superficie externa de la hoja. Estas se hincharían
súbitamente y desencadenarían la liberación de la tensión acumulada.
La segunda era mucho más intrigante. Proponía que las rígidas paredes celulares de esas mismas células epidérmicas se ablandaban de forma repentina, permitiendo el cambio de forma que desencadena el cierre. Durante más de veinte años ambas explicaciones coexistieron sin que nadie pudiera zanjar definitivamente la cuestión. Hasta ahora.
El pasado 11 de junio,
Forterre y su equipo publicaron una investigación que resuelve una de las
incógnitas más persistentes de la biomecánica vegetal. La respuesta resultó ser
aún más extraña de lo esperado. Los investigadores realizaron mediciones
hidráulicas y mecánicas directamente sobre venus atrapamoscas vivas. Analizaron
la rigidez de las células epidérmicas externas antes y después de activar la
trampa. El resultado fue inequívoco: tras la estimulación adecuada, las paredes
celulares se ablandaban extraordinariamente deprisa.
Lo hacían en aproximadamente un
segundo. Puede parecer poco impresionante hasta que uno recuerda que las
plantas modifican normalmente la rigidez de sus paredes celulares para crecer,
curvarse hacia la luz o desarrollar órganos nuevos... pero lo hacen a escalas
temporales de horas o días. Lo observado en la venus atrapamoscas era otra
cosa. Era un fenómeno completamente distinto.
Para descartar la hipótesis
hidráulica, el equipo calculó cuánto tiempo tardaría el agua en desplazarse
hasta esas células externas si fuera realmente la responsable del disparo. El
resultado oscilaba entre treinta y ciento cincuenta segundos. Demasiado lento. La
conclusión fue clara: el motor inmediato del cierre no es un torrente súbito de
agua, sino un ablandamiento ultrarrápido de las paredes celulares que libera la
energía elástica almacenada en la trampa.
Naturalmente, resolver un misterio
científico suele consistir en sustituir una pregunta complicada por otra aún
más desconcertante. Ahora sabemos qué ocurre. Pero seguimos sin saber cómo
ocurre. ¿Qué provoca ese ablandamiento instantáneo?
Los investigadores sospechan que la
respuesta podría encontrarse en la propia arquitectura de la pared celular
vegetal. Estas paredes están formadas por una compleja combinación de fibras
rígidas inmersas en una matriz blanda semejante a un gel. Una posibilidad es
que, tras la señal eléctrica inicial, la planta libere enzimas capaces de
debilitar temporalmente las uniones entre ambos componentes. La estructura
perdería rigidez durante unos instantes. Y la trampa saltaría.
Es, por el momento, una hipótesis
razonable. Pero sigue siendo una hipótesis. También permanece en escena el
calcio. Sabemos que dos estimulaciones consecutivas elevan su concentración
hasta alcanzar un determinado umbral. Sabemos que actúa como señal inicial. Lo
que todavía ignoramos es cómo esa señal química termina transformándose en el
espectacular ablandamiento mecánico que dispara la trampa. Ese último eslabón
continúa oculto dentro de la propia venus atrapamoscas.
Mientras tanto, esta pequeña planta de
los pantanos de Carolina del Norte sigue inspirando a ingenieros y expertos en
robótica. Comprender cómo libera energía elástica mediante cambios rápidos de
rigidez podría ayudar algún día a diseñar músculos artificiales, materiales
inteligentes o robots capaces de ejecutar movimientos veloces con un gasto
energético mínimo.
No está mal para una planta que,
durante siglos, fue confundida con un musgo. Pero quizá lo más hermoso de esta
historia sea que comenzó con Darwin inclinándose sobre una maceta, maravillado
ante un vegetal que parecía comportarse como un animal. Ciento cincuenta años
después seguimos haciéndonos preguntas sobre el mismo organismo. Hemos
identificado señales eléctricas, medido tensiones mecánicas y cartografiado
movimientos invisibles a simple vista. Y, aun así, todavía nos falta comprender
el detalle final.
Eso puede parecer frustrante. Pero es
precisamente así como funciona la ciencia. Las preguntas sin respuesta son la
razón por la que los investigadores vuelven cada mañana al laboratorio. A veces
pensamos que el conocimiento consiste en coleccionar respuestas. En realidad,
consiste en aprender a formular preguntas cada vez más interesantes.
Pocas plantas han demostrado tanta habilidad para mantener viva nuestra curiosidad como esta extraordinaria asesina de insectos que, en el fondo, no hace otra cosa que abrir y cerrar una hoja.
