Investigadores del CRAG han descubierto, en un estudio publicado en la revista científica "Cell", que una proteína clave regula directamente los gradientes de pH en diferentes tejidos vegetales
Las plantas no solo responden a la luz y al agua, sino que también funcionan con un cronómetro diario interno conocido como el reloj circadiano. Ahora un equipo investigador ha descubierto que el reloj circadiano de la planta regula señales electroquímicas en células específicas que ayudan a determinar si la planta invierte los recursos en crecer por encima o por debajo del suelo.
En un estudio dirigido por Paloma Mas, profesora de investigación del CSIC en el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), y publicado en la prestigiosa revista Cell, los científicos demuestran que un componente clave del reloj actúa como un controlador de la corriente, ajustando pequeños cambios en la carga eléctrica en diferentes tejidos. Estas señales determinan la rapidez con la crecen los tallos jóvenes y con la que se alargan las raíces, ayudando a la planta a distribuir el crecimiento de una forma muy eficiente allí donde es más útil.
"Las plantas están constantemente ajustando prioridades", dice Paloma Mas. "Lo que hemos descubierto es que el reloj circadiano no solo marca el paso del tiempo, sino que ayuda a coordinar el crecimiento controlando un 'lenguaje' electroquímico que los tejidos usan para comunicarse."
Una señal diaria de "estira y afloja" dentro de la planta
Para crecer, las plantas deben trasladar la energía producida durante la fotosíntesis desde los tejidos donde se genera, como las hojas, hacia los tejidos sumidero, como las raíces. El equipo investigador siguió los cambios de acidez en plantas utilizando sensores fluorescentes y descubrió un patrón sorprendente: los ritmos de acidez en las células epidérmicas del tallo joven son opuestos a los observados en los tejidos de transporte de azúcar en la vasculatura.
Éste es un hecho importante porque significa que los gradientes eléctricos no son solo efectos secundarios, sino que ayudan a impulsar el crecimiento y el transporte. En las células externas del tallo joven, el aumento de la acidez ayuda a destensar las paredes celulares, permitiendo que las células se expandan y que el tallo se extienda. Sin embargo, en los tejidos de transporte, el floema, las señales eléctricas ayudan a alimentar la carga de azúcares para su distribución a otras partes de la planta. Si esa "batería" electroquímica se debilita, entonces se transporta menos azúcar y las raíces reciben menos combustible para el crecimiento.
Una misma pieza del reloj, dos resultados opuestos
Los investigadores identificaron un factor del reloj circadiano llamado CCA1 como un controlador clave de este proceso. Cuando la actividad de CCA1 es mayor, promueve el crecimiento del tallo mientras restringe el desarrollo de las raíces. Lo hace de dos maneras: (i) en el brote, potencia la señalización hormonal que promueve el crecimiento y crea las condiciones electroquímicas necesarias para la expansión del tallo; y (ii) en la vasculatura, reduce los niveles de un componente crítico, una bomba de protones que ayuda a generar la fuerza eléctrica y de pH necesaria para transportar azúcares de forma eficiente.
"En ciertos momentos del día, la planta prioriza el crecimiento de los brotes sobre el crecimiento de las raíces", explica el primer autor del estudio, Lu Xiong. "CCA1 ayuda a afinar este equilibrio controlando dónde se transportan los azúcares".
Importancia para la agricultura
Este descubrimiento ofrece una nueva forma de pensar en la productividad de las plantas: no solo como una respuesta al medio ambiente, sino como un sistema de gestión impulsado por el reloj interno de la planta que ajusta la disponibilidad energética con la demanda de crecimiento a lo largo del día.
Comprender, y eventualmente modificar, estas señales electroquímicas podría ayudar a desarrollar cultivos que asignen los recursos de forma más eficiente en condiciones adversas de crecimiento como falta de sol, sequía o suelos pobres en nutrientes, donde el equilibrio entre el crecimiento de brotes y raíces puede determinar la supervivencia y el rendimiento.
Referencia bibliográfica:
Lu Xiong, Motohide Seki, Akiko Satake and Paloma Mas. A circadian rheostat drives proton electrochemical gradients to optimize cell-type specific growth in Arabidopsis. Cell (2026), https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.12.056
