Podemos comunicarnos con las plantas

Investigadores de la Universidad de Linköping, en Suecia, han demostrado que una neurona orgánica artificial puede integrarse con una planta viva y conformar una sinapsis también artificial. Tanto la neurona como la sinapsis fueron fabricadas con transistores electroquímicos orgánicos, y la finalidad del ensayo consistió en controlar la actividad de una planta carnívora. Tal como publicaron en la revista Nature Communication los científicos implicados en la investigación, a través del circuito neuronal artificial lograron «engañar» al vegetal, haciendo que cerrara sus hojas a voluntad de los científicos, a pesar de que ningún insecto estaba preparado para ser devorado.

No es la primera vez que se llevan a cabo iniciativas encaminadas a lograr una comunicación entre seres humanos y plantas

CONTACTO PERMANENTE

De acuerdo con los resultados obtenidos, parece claro que se puede dirigir y manipular el sistema biológico de una planta a través de un artilugio orgánico artificial o, lo que es lo mismo, es posible comunicarse con una planta para lograr ciertos objetivos. Otro avance tiene que ver con los transistores orgánicos que sustentan el funcionamiento de las neuronas artificiales, puesto que se pueden fabricar de forma relativamente sencilla y económica, en comparación con otros sistemas más caros y complejos.

Desde luego, no es la primera vez que se llevan a cabo iniciativas encaminadas a lograr una comunicación entre seres humanos y plantas. Puede parecer una realidad propia de la ciencia-ficción, pero lo cierto es que ya se están realizando notables avances en este campo. Por ejemplo, en abril de 2021, científicos de la Universidad Tecnológica Nanyang, en Singapur, consiguieron crear un dispositivo que envía señales eléctricas hacia las plantas, y al revés: desde las plantas al dispositivo. Es, en definitiva, un método de comunicación con la planta mediante señales eléctricas. Dicho dispositivo logra que la planta cierre sus hojas o capture un trozo de alambre también con sus hojas.

Estos experimentos abren la puerta a infinitas posibilidades para el desarrollo de tecnología basada en el funcionamiento de las plantas

Los científicos colocaron un electrodo adaptable en la superficie de una planta Venus atrapamoscas, y así lograron captar las señales eléctricas de la planta, con el fin de conocer cómo responde a su entorno. De este modo consiguieron descodificar las señales eléctricas que hacen que la Venus atrapamoscas cierre sus hojas. Luego implantaron un electrodo a la superficie de una hoja y transmitieron esas mismas señales eléctricas al vegetal. Y, efectivamente, consiguieron que la Venus atrapamoscas cerrara su hoja. En un segundo experimento conectaron la planta a un brazo robótico mediante un teléfono inteligente, y a través del electrodo mencionado anteriormente, estimularon una hoja para que se cerrara y recogiera un trozo de alambre de medio milímetro de diámetro.

Venus atrapamoscas

Este experimento constituye un avance sin precedentes para conocer el sistema de comunicación eléctrica utilizado por las plantas, lo que abre la puerta a infinitas posibilidades para el desarrollo de tecnología basada en el funcionamiento de las plantas. Pero incluso más importante es que puede servir para diagnosticar precozmente las enfermedades que afectan a los cultivos destinados para el consumo humano. Porque el dispositivo inventado por los científicos de la Universidad Tecnológica Nanyang, puede servir para mantener una comunicación permanente con la planta y detectar cualquier reacción que pudiera indicar una patología.

SUPERVIVENCIA DE LA HUMANIDAD

Es sabido que como consecuencia del cambio climático vamos sufrir en las próximas dos décadas infinidad de inconvenientes muy graves, incluida la aparición de enfermedades que afectarán a los cultivos que sirven para nuestra alimentación. Con el desarrollo de este sistema de comunicación con los vegetales mediante estímulos eléctricos será posible detectar el inicio de una plaga y actuar en consecuencia para evitar que se expanda por el mundo y constituya un grave problema de seguridad alimentaria global.

Los vegetales son un ejemplo de éxito adaptativo frente a las amenazas. Constituyen el 99,7 de la vida sobre la Tierra, frente al 0,3% que somos los animales y los humanos

Antes explicábamos que el dispositivo creado por los científicos de la Universidad Tecnológica Nanyang constituye una ventana hacia el desarrollo de tecnología basada en el funcionamiento de las plantas. Hasta ahora todas las máquinas y aparatos tecnológicos que empleamos en nuestra vida están construidas a imagen y semejanza de nosotros, los seres humanos, con un centro de mando que controla el funcionamiento del aparato, como si se tratase de nuestro cerebro dirigiendo el funcionamiento del cuerpo. Ahora bien, las plantas actúan de forma diferente. En ellas no existe un centro de mando, sino que cada parte o nódulo es capaz de realizar todas las funciones, por tanto, no poseen una organización centralizada.

¿Por qué no basar la próxima generación de instrumentos tecnológicos en la estructura de los vegetales y no de los seres humanos?

Pero solo en las últimas décadas estamos empezando a comprender que un funcionamiento descentralizado es mucho más eficiente ante las agresiones. Entonces, ¿por qué no basar la próxima generación de instrumentos tecnológicos, de los que cada vez somos más dependientes para nuestra supervivencia, en la estructura de los vegetales y no de los seres humanos? Es un hecho que los vegetales son un ejemplo de éxito adaptativo para hacer frente a las amenazas, pues constituyen el 99,7 de la vida sobre la Tierra, frente al 0,3% que somos los animales y los humanos. Un buen ejemplo de las ventajas de una organización descentralizada es internet. La Red de Redes nació en el seno del Ejército de EE UU, que en los años 70 puso en marcha un sistema de intercambio de datos entre distintos organismos militares. Este sistema se bautizó como Arpanet y su finalidad era que pudiera mantenerse activo a pesar de que diversas partes de la red sufrieran un ataque o fueran destruidas.

Hasta entonces, la eliminación del centro de mando suponía el fin de la red. Con el paso de las décadas, Arpanet acabó convirtiéndose en internet.

PLANTOIDES: ROBOTS VEGETALES

Pero los auténticos pioneros en el diseño de esta nueva generación de tecnología basada en el funcionamiento de los vegetales son el neurobiólogo vegetal Stefano Mancuso y Barbara Mazzolai, directora del Centro de Microrrobótica del Instituto Italiano de Tecnología. La ingeniera y el neurobiólogo unieron sus fuerzas para diseñar un robot-planta (plantoide) que sea de utilidad para la exploración espacial.

En vez de seguir enviando robots costosísimos que se mueven con lentitud, enviaríamos miles de plantoides que se propagarían por la atmósfera como si fueran semillas

 

En su libro El futuro es vegetal (Galaxia Gutenberg, 2017), una obra absolutamente fascinante, Stefano Mancuso escribe en relación a dicha iniciativa científica: «El proyecto preveía el envío de un gran número de plantoides hasta la atmósfera marciana, desde donde serían soltados. Los plantoides, de poco más de diez centímetros, se esparcirían por el planeta rojo abriéndose al instante y hundiendo sus raíces en el suelo. Las raíces se encargarían de explorar el subsuelo, mientras que, en la superficie, un conjunto de similhojas se encargaría de alimentar al robot gracias a sus células fotovoltaicas (…) En vez de seguir enviando robots costosísimos que se mueven con lentitud y exploran áreas minúsculas, enviaríamos miles de plantoides que se propagarían por la atmósfera como si fueran semillas hasta cubrir una gran extensión de suelo y que, sin moverse, se comunicarían entre sí y con la Tierra para ofrecernos una serie de datos sobre la composición del suelo; tan cuantiosa y detallada que nos permitiría trazar mapas continentales».

En la actualidad ya se han construido diversos plantoides con las finalidades más diversas

EL FUTURO ES VERDE

El proyecto recibió la atención de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés), pero finalmente quedó aparcado en un cajón, hasta que Mazzolai y Mancuso obtuvieron financiación de la Unión Europea para poner en marcha su idea. En la actualidad ya se han construido diversos plantoides con las finalidades más diversas, como mapear campos de minas, prospecciones mineras, exploración espacial, detección de contaminación química, etc. Se trata de un campo de investigación con infinidad de posibilidades, que dará grandes sorpresas en los próximos años.

Los vegetales son organismos vivos y complejos, y no es descartable que sientan dolor, alegría o pena, es decir, que tengan sentimientos

SON ENTIDADES CONSCIENTES

Sin duda, las investigaciones más sorprendentes en el campo de la neurobiología vegetal son las encaminadas a demostrar no que las plantas son entidades inteligentes –algo ya de sobra conocido por los expertos–, sino que poseen conciencia. Por ejemplo, un equipo biólogos de la Universidad de Bonn, dirigido por František Baluška, administró sustancias anestésicas a varias plantas, que sorprendentemente parecían perder la «conciencia» y la recuperaban cuando pasaban los efectos de la anestesia. Para el experimento, los científicos emplearon brotes de berro, Venus atrapamoscas y plantas de guisantes. En cuanto se les administró la anestesia, los brotes de berro permanecieron totalmente inactivos, la Venus atrapamoscas no reaccionaba ante estímulos de insectos y la planta de guisantes abandonó sus movimientos autónomos y quedó inmovilizada adoptando una forma curvada. Estas plantas eran incapaces de realizar sus funciones bajo la acción de la anestesia, como nos sucede a los humanos y a los animales. Los biólogos de la Universidad de Bonn aseguraron que, en vista de este y otros experimentos, no es descabellado asegurar que los vegetales son seres conscientes. En este sentido, František Baluška, el director de la investigación, aseguró a la prensa: «Sin ninguna duda los vegetales son organismos vivos y complejos, y no es descartable que sientan dolor, alegría o pena, es decir, que tengan sentimientos».