¿Cómo saben las plantas carnívoras cuándo atrapar su presa? Biólogos descifran el secreto detrás del preciso mecanismo trampa de la Venus atrapamoscas

Un grupo de científicos dirigidos por Mitsuyasu Hasebe del Instituto Nacional de Biología Básica (NIIB) de Okazaki (Japón) han logrado descifrar en detalle el funcionamiento del mecanismo que le permite a la planta carnívora 'Dionaea muscipula' cerrarse en el momento justo para atrapar a su presa.

Esta fascinante especie —conocida como Venus atrapamoscas— que se alimenta principalmente de pequeños insectos y arácnidos ha sido estudiada por décadas. Se sabe que un primer contacto de la presa con los vellos sensoriales de sus hojas no basta para activar el sistema de captura, ya que tiene que haber un segundo contacto dentro de los siguientes 30 segundos para inducir a que la 'trampa' se cierre. Sin embargo, la respuesta a cómo esta planta sin cerebro ni sistema nervioso es capaz de almacenar la memoria del primer estimulo por medio minuto seguía siendo un misterio, explica el NIBB en un artículo. 

Aunque en 1988 los doctores Dieter Hodick y Andreas Sievers, del Instituto Botánico de la Universidad de Bonn (Alemania), plantearon la hipótesis de que el estímulo mecánico se convierte en una señal eléctrica por un aumento en la concentración de los iones de calcio, la ausencia de medios tecnológicos en ese entonces les impidió comprobarlo. Ahora, en un nuevo estudio publicado este mes, Hasebe y su equipo descubrieron una forma de visualizar las concentraciones de calcio intracelular para saber si en realidad es el responsable de dicho proceso.

Con ayuda de la ingeniería genética, los biólogos desarrollaron una Venus atrapamoscas transgénica con un gen que codifica la proteína GCaMP6 y actúa como un sensor capaz de emitir fluorescencia al unirse con el calcio. De esta manera, el equipo procedió a estimular una sola fibra sensorial de la planta con una aguja y a medir los niveles de ion en la hoja. Observando en el laboratorio la intensidad de la fluorescencia en la oscuridad, se descubrió que casi instantáneamente después de la estimulación aumentaba la concentración de calcio en ese punto, provocando una onda química que se extendía hacia toda la superficie.

Un segundo estímulo segundos después aumentó aún más la concentración del mensajero intracelular, revelando que la trampa solo se cierra cuando su cantidad supera cierto umbral.

"La excitación eléctrica de las celdas trampa se traduce así en un aumento en la concentración de calcio. Por lo tanto, el potencial de acción pasajero se almacena en las celdas trampa excitadas eléctricamente. Si aparece un potencial de acción adicional, su valor de calcio se suma al primero. Con este reloj de calcio, la Venus atrapamoscas puede contar el número de potenciales de acción condicionados por estimulación táctil", detalla el biofísico y autor principal del estudio, Rainer Hedrich, de la Universidad de Würzburg (Alemania).

El experimento también dejó claro que la concentración de calcio intracelular disminuye con el paso del tiempo después del estímulo inicial y si no se detecta uno más pasados 30 segundos, el mecanismo de captura se detiene, aun excitando a la planta pasado ese tiempo.

Esto corrobora que la memoria de la 'Dionaea muscipula' trabaja en función de los cambios de esas concentraciones. "Este es el primer paso para revelar la evolución del movimiento de las plantas [comunes] y las carnívoras, así como los mecanismos subyacentes. Muchas plantas y animales tienen peculiaridades biológicas interesantes pero inexploradas", explica Hasebe.

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