Fotoperiodo: efecto de la luz en las plantas

Por Dr. Ray
La radiación lumínica tiene bastantes efectos sobre el desarrollo de las plantas aparte de la fotosíntesis. Fotomorfogénesis es el conjunto de respuestas no fotosintéticas de las plantas a la luz. Existen diversidad de moléculas fotorreceptoras especializadas en medir horarios, intensidad y composición del estímulo luminoso. Estas moléculas, por ejemplo el fitocromo, se sirven de la luz para variar su estado y comportamiento químico, desencadenando una serie de procesos bioquímicos que se reflejarán en una respuesta fisiológica de la planta.

El fototropismo —del griego tropos, girar— es el crecimiento de los órganos vegetales hacia la luz (positivo) o en su contra (negativo) debido a la implicación de varias moléculas fotorreceptoras. No es lo mismo que el geotropismo, que son los movimientos de tallos y raíces influidos por la gravedad.

Los tallos por ejemplo tienen fototropismo positivo y está comprobado que la luz azul es la que determina el crecimiento del tallo hacia la luz. Así en el lado menos iluminado del tallo se promueve la acumulación de auxinas que estimularán su crecimiento, haciendo que crezca más que en la zona iluminada, provocando una curvatura del tallo hacia la luz. Las hojas también se mueven hacia la luz, disponiéndose en ángulos que les sean favorables para interceptar la radiación.

Muchos procesos fisiológicos, donde interviene la luz, están mediados por una proteína de elevado peso molecular llamada fitocromo. Está presente en todos los grupos del reino vegetal, se encuentra principalmente en los tejidos meristemáticos. Entre otras cosas, controla la floración, la síntesis de pigmentos (clorofila) o la elongación de los entrenudos. También influye en la germinación de ciertas semillas, aunque no es nuestro caso.

Fitocromo en el cannabis

El fitocromo podemos encontrarlo en dos formas químicas que son interconvertibles que denominamos Pfr (phytochrome far red —rojo lejano—) y Pr (phytochrome red). Cada una de estas formas presenta un máximo de absorción a distintas longitudes de onda de la luz. En concreto, λ=660 nm para el Pr (corresponde a la longitud de onda de luz roja) y λ=730 nm (corresponde al rojo lejano) para el Pfr. La absorción de luz de la longitud de onda adecuada determina que una forma se transforme en otra.

Así pues la forma de fitocromo Pr, con su máximo de absorción en el espectro rojo, si absorbe suficiente luz roja se convertirá en fitocromo Pfr. Por el contrario si la forma Pfr absorbe luz roja lejana suficiente se transformara en Pr. Por lo general bastan periodos cortos de irradiación de luz para transformar una forma en la otra. Durante la oscuridad la Pfr se transforma lentamente a Pr. La convertibilidad de las formas puede repetirse todas las veces que sea. El ultimo estímulo recibido será el que determina el efecto observable en la planta.

De ambas formas la más estable será Pr, pero la que iniciará las reacciones bioquímicas será Pfr (menos estable). Siempre habrá ambas formas coexistiendo en los tejidos, siendo su suma el fitocromo total. La respuesta por lo tanto se irá dando según vaya cambiando por efectos de la radiación la relación existente entre Pfr y Pr, es decir, el valor Pfr/Pr será el que determine la respuesta fisiológica de la planta. Siendo la luz solar mucho más rica en R que en RL el efecto durante el día es claro, se producirá una dominancia de la forma Pfr que será mayor o menor según el número de horas de luz que hayan existido. Cuando llegue la noche este Pfr irá lentamente volviéndose Pr. La cantidad de horas de luz y oscuridad serán vitales y determinarán la proporción Pfr/Pr. El fotoperiodo tiene una enorme influencia en el fitocromo.

El fitocromo tiene también una función en el alargamiento de entrenudos. La forma Pfr inhibe la elongación celular interfiriendo con las giberelinas. En tallos expuestos a luz solar predominará la Pfr y los entrenudos tenderán a ser cortos. En tallos de zonas sombrías habrá más Pr que hará que la Pfr no pueda actuar, inhibiendo la elongación celular y los entrenudos serán más largos.

Fotoperiodo y floración en la marihuana

La duración del periodo luminoso diario es lo que llamamos fotoperiodo, que varía poco a poco a lo largo del año haciéndose más largos los días hacia el verano y cortos hacia el invierno. En muchas especies vegetales la floración aparece como respuesta a los cambios en este fotoperiodo. Realmente es una adaptación para que haya flores cuando las condiciones ambientales son mejores para reproducirse. Podemos clasificar las plantas según sea su reacción ante el fotoperiodo.

Las plantas de día largo florecen cuando el fotoperiodo es superior a cierto número de horas, florecen cuando las noches se van haciendo más cortas. Son las plantas en que el Pfr promueve la floración. Las plantas de día corto comienzan a florar con un fotoperiodo inferior a ciertas horas (fotoperiodo crítico). Plantas como el cannabis floran cuando empieza a haber más horas de oscuridad. El Pfr inhibe la floración. Existen también plantas que son indiferentes a las horas de luz. El cannabis por lo tanto florece cuando la forma Pfr empiece a estar menos presente. Será ahí cuando se desaten los procesos bioquímicos que darán como resultado flores aromáticas y resinosas, deseosas de polinizarse para perpetuar la especie. La llave habrá sido el fitocromo, pero a partir de aquí numerosas proteínas y sus interacciones seguirán con el proceso. La luz y las temperaturas jugarán un papel esencial en la síntesis y vida de esas proteínas.

Dada la fácil transformación de las formas de fitocromo, y su relación con ciertos tipos de luz y con la oscuridad, en teoría es posible jugar con el fitocromo de nuestras plantas, usando una luz de espectro “rojo lejano”. Pero no voy a mentir, nunca lo hice. Haré el experimento próximamente para compartirlo para acabar de desarrollar este interesante tema.