¿Cómo suena una planta estresada?

Desde hace mucho tiempo, entre comunidades campesinas y agrícolas se sabe que cuando se les habla, se les canta o se les deleita con música, las plantas crecen mejor, pero nunca nadie se había imaginado que las plantas “hablan” cuando tienen sed o están dañadas.

De acuerdo con una investigación publicada en la revista Cell (una de las de mayor impacto internacional en el campo de las ciencias de la vida), los sonidos parecidos a breves chasquidos similares al estallido de las palomitas de maíz –con un volumen similar al del habla humana promedio, pero de alta frecuencia– son emitidos por las plantas, principalmente cuando están estresadas.

La investigación llevada a cabo por científicos de Estados Unidos e Israel, encabezados por Lilach Hadany, de la Escuela de Ciencias Vegetales y Seguridad Alimentaria de la Universidad de Tel-Aviv, Israel (https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.03.009), indica que los sonidos de las plantas son informativos, ya que en su mayoría son emitidos cuando la planta se encuentra bajo estrés y probablemente contienen información sobre su condición fisiológica.

Desde hace tiempo se sabía que las plantas emiten vibraciones, sin embargo, esta es la primera ocasión en que se registran los sonidos ultrasónicos que emiten. De acuerdo con los resultados, un campo de flores silencioso que es idílico para las personas puede ser un lugar bastante ruidoso para las plantas y algunos animales.

“A partir de estudios anteriores, sabemos que los vibrómetros conectados a las plantas registran sus vibraciones”, señala Lilach Hadany. “Pero ¿estas vibraciones también se convierten en ondas de sonido en el aire, es decir, sonidos que se pueden grabar a distancia?”.

Desde hace tiempo se sabía que las plantas emiten vibraciones, sin embargo, esta es la primera ocasión que se registran los sonidos transmitidos por las plantas.

Para responder esta interrogante, el grupo de investigación utilizó micrófonos ultrasónicos y los ubicó a 10 cm de cada planta; colocó las plantas en una caja acústica en un sótano tranquilo y aislado del ruido y registró los sonidos a frecuencias de 20 a 250 kilohercios (la frecuencia máxima detectada por un humano es de 16 kilohercios).

Principalmente analizó las plantas de tomate y tabaco, pero también trigo, maíz, nopal, cactus y henbit (familia de la menta).

“Las plantas estresadas muestran fenotipos alterados, incluidos cambios de color, olor y forma. Sin embargo, los sonidos en el aire emitidos por plantas estresadas no han sido investigados antes”, mencionan los investigadores en el artículo. “Aquí mostramos que las plantas estresadas emiten sonidos aéreos que pueden ser grabados a distancia y clasificados”.

Experimento acústico

Las plantas fueron sometidas a varios tratamientos, por ejemplo, algunas no fueron regadas durante cinco días, a otras se les había cortado el tallo y otras más estaban intactas.

Mientras se monitoreaban los parámetros fisiológicos de la planta en distintas condiciones se registraron los sonidos ultrasónicos emitidos por plantas de tomate y tabaco, dentro de una cámara acústica y en un invernadero.

“Nuestra intención era probar si las plantas emiten sonidos y si estos sonidos se ven afectados de alguna manera por la condición de la planta”, detallan los investigadores. “Nuestras grabaciones indicaron que las plantas emitieron sonidos a frecuencias de entre 40 y 80 kilohercios”.

En promedio las plantas sin estrés emitieron menos de un sonido por hora, mientras que las plantas estresadas, tanto deshidratadas como lesionadas, emitían docenas de sonidos cada hora.

“Probamos que las plantas emiten sonidos. Nuestros hallazgos sugieren que el mundo que nos rodea está lleno de sonidos de plantas y que estos sonidos contienen información, por ejemplo, sobre la escasez de agua o si está herida”, expresó Hadany.

Los investigadores no pudieron determinar si a partir de las vibraciones se producen las emisiones acústicas de las plantas, por lo cual el origen de los sonidos continúa sin respuesta.

Aunque son imperceptibles para el oído humano, los investigadores estiman que en la naturaleza los sonidos emitidos por las plantas son detectados por algunos animales como los murciélagos, ratones, insectos y, probablemente, los perros, pero también por otras plantas que pueden escuchar las altas frecuencias y obtener información relevante.

Los investigadores desarrollaron modelos de aprendizaje automático de Inteligencia Artificial con algoritmos que aprendieron a identificar el sonido de cada planta y a determinar el tipo y nivel de estrés. Además, clasificaron los sonidos de las plantas incluso cuando fueron colocadas en un invernadero con mucho ruido de fondo.

En el invernadero, los investigadores monitorearon las plantas sometidas a un proceso de deshidratación a lo largo del tiempo y encontraron que la cantidad de sonidos que emitían aumentaba hasta cierto punto y luego disminuía.

Vibraciones y sonidos

En investigaciones previas sobre las vibraciones de las plantas se demostró que aquellas expuestas al estrés por sequía experimentan la “cavitación”, un proceso en el que se forman burbujas de aire, se expanden y colapsan en el xilema –el tejido leñoso de las plantas–, provocando vibraciones, que se han registrado conectando el dispositivo de registro directamente a la planta.

Sin embargo, el equipo de Lilach Hadany no pudo determinar si a partir de las vibraciones se producen las emisiones acústicas detectadas, por lo cual el origen de los sonidos continúa sin respuesta y como tema para futuras investigaciones.

A pesar de ello, los investigadores consideran que sus hallazgos abren caminos para entender mejor a las plantas y sus interacciones con el medio ambiente y ampliar así el impacto de esta especialidad llamada bioacústica vegetal.

Uno de ello, por ejemplo, es conocer si la emisión del sonidos es simplemente el resultado de la condición fisiológica de la planta, o si estos sonidos pueden servir de posibles señales o claves para indicar a ciertos organismos cercanos –como insectos que son capaces de escuchar estos sonidos– para usarlos en su propio beneficio, como el momento propicio para comer sus hojas.

Asimismo, esta información puede tener un impacto significativo en la agricultura, ya que los sonidos de las plantas puede servir, por ejemplo, como herramienta para saber cuándo las plantas necesitan ser regadas.

De esta manera, se podrá comprender cómo el sonido de las platas estresadas pueden desempeñar un papel importante en la ecología y evolución.