April 4, 2021
De parte de Amor Y Rabia
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De los recuerdos de las flores hasta la sociabilidad de los 谩rboles, las capacidades cognitivas de nuestros primos vegetales est谩n a nuestro alrededor.

por Laura Ruggles

12 de diciembre de 2017

A PRIMERA VISTA, la malva de Cornualles (Lavatera cretica) es poco m谩s que una mala hierba poco atractiva. Tiene flores rosadas y hojas anchas y planas que siguen la luz solar durante todo el d铆a. Sin embargo, es lo que hace la malva por la noche lo que ha catapultado a esta humilde planta al centro de atenci贸n cient铆fica. Horas antes del amanecer, entra en acci贸n, girando sus hojas para encarar por anticipado la direcci贸n del amanecer. La malva parece recordar d贸nde y cu谩ndo sali贸 el sol los d铆as anteriores, y act煤a para asegurarse de que pueda recolectar la mayor cantidad de energ铆a luminosa posible cada ma帽ana. Cuando los cient铆ficos intentan confundir a las malvas en sus laboratorios intercambiando la ubicaci贸n de la fuente de luz, las plantas simplemente aprenden la nueva orientaci贸n.

驴Qu茅 significa incluso decir que una malva puede aprender y recordar la ubicaci贸n del amanecer? La idea de que las plantas pueden comportarse de manera inteligente, y mucho menos aprender o formar recuerdos, era una noci贸n marginal hasta hace muy poco. Se cree que los recuerdos son tan fundamentalmente cognitivos que algunos te贸ricos sostienen que son un marcador necesario y suficiente para saber si un organismo puede realizar los tipos de pensamiento m谩s b谩sicos. Seguramente la memoria requiere un cerebro, y las plantas carecen incluso del rudimentario sistema nervioso de insectos y gusanos.

Sin embargo, durante la 煤ltima d茅cada, este punto de vista ha sido fuertemente cuestionada. La malva no es una anomal铆a. Las plantas no son simplemente aut贸matas pasivos org谩nicos. Ahora sabemos que pueden sentir e integrar informaci贸n sobre docenas de diferentes variables ambientales y que utilizan este conocimiento para guiar un comportamiento flexible y adaptativo.

Por ejemplo, las plantas pueden reconocer si las plantas cercanas son parientes o no, y ajustar sus estrategias de alimentaci贸n en consecuencia. La flor Impatiens pallida, tambi茅n conocida como alga p谩lida, es una de varias especies que tiende a dedicar una mayor proporci贸n de recursos al cultivo de hojas en lugar de ra铆ces cuando es colocada cerca de plantas extra帽as a ella, una t谩ctica aparentemente orientada a competir por la luz solar, un imperativo que se reduce cuando se crece junto a plantas hermanadas a ella. Las plantas tambi茅n organizan defensas complejas y espec铆ficas en respuesta al reconocimiento de depredadores concretos. La peque帽a flr Arabidopsis thaliana, tambi茅n conocida como thale o berro de oreja de rat贸n, puede detectar las vibraciones causadas por las orugas que la mastican y as铆 liberar aceites y productos qu铆micos para repeler a los insectos.

Las plantas tambi茅n se comunican entre s铆 y con otros organismos, como par谩sitos y microbios, utilizando una variedad de canales, incluidas las “redes de micorrizas” de hongos que conectan los sistemas de ra铆ces de m煤ltiples plantas, como una especie de Internet subterr谩nea. Quiz谩s no sea realmente tan sorprendente, entonces, que las plantas aprendan y usen los recuerdos para predecir y tomar decisiones.

驴QU脠 IMPLICA EL APRENDIZAJE y la memoria para una planta? Un ejemplo que est谩 al frente y al centro del debate es la vernalizaci贸n, un proceso en el que ciertas plantas deben exponerse al fr铆o antes de que puedan florecer en la primavera. El ‘recuerdo del invierno’ es lo que ayuda a las plantas a distinguir entre la primavera (cuando los polinizadores, como las abejas, est谩n muy ocupados) y el oto帽o (cuando no est谩n activos los polinizadores, y la decisi贸n de florecer en la 茅poca incorrecta del a帽o podr铆a ser desastrosa desde el punto de vista reproductivo).

En la planta experimental favorita de los bi贸logos, A thaliana, un gen llamado FLC produce una sustancia qu铆mica que impide que se abran sus peque帽as flores blancas. Sin embargo, cuando la planta est谩 expuesta a un largo invierno, los subproductos de otros genes miden el tiempo que ha estado fr铆o y cierran o reprimen las FLC en un n煤mero creciente de c茅lulas a medida que persiste el fr铆o. Cuando llega la primavera y los d铆as comienzan a alargarse, la planta, preparada por el fr铆o para tener un bajo CLL, ahora puede florecer. Pero para ser efectivo, el mecanismo anti-FLC necesita un per铆odo fr铆o prolongado, en lugar de per铆odos m谩s cortos de temperaturas fluctuantes.

Esto involucra lo que se llama memoria epigen茅tica. Incluso despu茅s de que las plantas vernalizadas se devuelvan a condiciones c谩lidas, la FLC se mantiene baja mediante la remodelaci贸n de las llamadas marcas de cromatina. Se trata de prote铆nas y peque帽os grupos qu铆micos que se adhieren al ADN dentro de las c茅lulas e influyen en la actividad gen茅tica. La remodelaci贸n de la cromatina puede incluso transmitirse a generaciones posteriores de c茅lulas divididas, de modo que estas c茅lulas producidas posteriormente “recuerden” inviernos pasados. Si el per铆odo fr铆o ha sido lo suficientemente largo, las plantas con algunas c茅lulas que nunca pasaron por un per铆odo fr铆o a煤n pueden florecer en primavera, porque la modificaci贸n de la cromatina contin煤a inhibiendo la acci贸n de las FLC.

驴Pero se puede llamar a esto memoria? Los cient铆ficos de plantas que estudian la “memoria epigen茅tica” ser谩n los primeros en admitir que es fundamentalmente diferente del tipo de cosas que estudian los cient铆ficos cognitivos. 驴Es este uso del lenguaje solo una taquigraf铆a metaf贸rica, que cierra la brecha entre el mundo familiar de la memoria y el dominio desconocido de la epigen茅tica? 驴O revelan las similitudes entre los cambios celulares y los recuerdos a nivel de organismo algo m谩s profundo sobre lo que realmente es la memoria?

Tanto los recuerdos epigen茅ticos como los “cerebrales” tienen una cosa en com煤n: un cambio persistente en el comportamiento o el estado de un sistema, causado por un est铆mulo ambiental que ya no est谩 presente. Sin embargo, esta descripci贸n parece demasiado amplia, ya que tambi茅n captar铆a procesos como da帽o en los tejidos, heridas o cambios metab贸licos. Quiz谩s la pregunta interesante no sea realmente si los recuerdos son necesarios o no para la cognici贸n, sino m谩s bien qu茅 tipos de recuerdos indican la existencia de procesos cognitivos subyacentes y si estos procesos existen en las plantas. En otras palabras, en lugar de mirar la “memoria” en s铆, ser铆a mejor examinar la cuesti贸n m谩s fundamental de c贸mo se adquieren, forman o aprenden los recuerdos.

“Las plantas recuerdan”, dijo la ec贸loga del comportamiento Monica Gagliano en una entrevista de radio reciente, “saben exactamente lo que est谩 pasando”. Gagliano es un investigador de la Universidad de Australia Occidental, que estudia las plantas aplicando t茅cnicas de aprendizaje conductual desarrolladas para animales. Ella razona que si las plantas pueden producir los resultados que nos llevan a creer que otros organismos pueden aprender y recordar, deber铆amos concluir de la misma manera que las plantas comparten estas capacidades cognitivas. Una forma de aprendizaje que se ha estudiado ampliamente es la habituaci贸n, en la que las criaturas expuestas a un est铆mulo inesperado pero inofensivo (un ruido, un destello de luz) tendr谩n una respuesta de advertencia que disminuir谩 lentamente con el tiempo. Piense en entrar en una habitaci贸n con un refrigerador zumbando: al principio es molesto, pero por lo general se acostumbrar谩 y tal vez ni se d茅 cuenta despu茅s de un tiempo. La verdadera habituaci贸n es espec铆fica del est铆mulo, por lo que con la introducci贸n de un est铆mulo diferente y potencialmente peligroso, el animal se reactivar谩. Incluso en una sala ruidosa, probablemente se sobresaltar谩 con el sonido de un fuerte estallido. A esto se le llama deshabituaci贸n y distingue el aprendizaje genuino de otros tipos de cambio, como la fatiga.

En 2014, Gagliano y sus colegas probaron las capacidades de aprendizaje de una peque帽a planta llamada Mimosa pudica, una planta anual rastrera tambi茅n conocida como touch-me-not (no-me-toques, AyR). Su nombre proviene de la forma en que sus hojas se cierran a la defensiva en respuesta a una amenaza. Cuando Gagliano y sus colegas dejaron caer una Mimosa pudica desde una altura (algo que la planta nunca habr铆a encontrado en su historia evolutiva), las plantas se dieron cuenta de que esto era inofensivo y no exig铆a una respuesta de plegado. Sin embargo, mantuvieron la capacidad de respuesta cuando se los sacudi贸 de repente. Adem谩s, los investigadores descubrieron que la habitabilidad de la Mimosa pudica tambi茅n era sensible al contexto. Las plantas aprendieron m谩s r谩pido en entornos con poca luz, donde era m谩s costoso cerrar las hojas debido a la escasez de luz y la necesidad de conservar energ铆a. (El grupo de investigaci贸n de Gagliano no fue el primero en aplicar enfoques de aprendizaje conductual a plantas como Mimosa pudica, pero los estudios anteriores no siempre estuvieron bien controlados, por lo que los hallazgos fueron inconsistentes).

Pero, 驴qu茅 pasa con el aprendizaje m谩s complejo? La mayor铆a de los animales tambi茅n son capaces de un aprendizaje condicionado o asociativo, en el que se dan cuenta de que dos est铆mulos tienden a ir juntos. Esto es lo que te permite adiestrar a tu perro para que venga cuando silbas, ya que el perro llega a asociar ese comportamiento con golosinas o cari帽o. En otro estudio, publicado en 2016, Gagliano y sus colegas probaron si el Pisum sativum, o guisante de jard铆n, podr铆a vincular el movimiento del aire con la disponibilidad de luz. Colocaron las pl谩ntulas en la base de un laberinto en forma de Y, para ser golpeadas por el aire proveniente de solo una de las horquillas, la m谩s brillante. Luego se permiti贸 que las plantas crecieran en cualquier bifurcaci贸n del laberinto en forma de Y, para comprobar si hab铆an aprendido la asociaci贸n. Los resultados fueron positivos, mostrando que las plantas aprendieron la respuesta condicionada de una manera relevante para la situaci贸n.

CADA VEZ HAY M脕S PRUEBAS de que las plantas comparten algunas de las preciadas capacidades de aprendizaje de los animales. 驴Por qu茅 hemos tardado tanto en darnos cuenta de esto? Podemos empezar a comprender las causas realizando un peque帽o experimento. Mira esta imagen. 驴Qu茅 representa?

Figura 1: “Leaping Laelaps” (1897) de Charles Robert Knight. Cortes铆a de Wikipedia.

La mayor铆a de las personas responder谩n nombrando la clase general de animales presentes (‘dinosaurios’) y lo que est谩n haciendo (‘peleando’, ‘saltando’), o si son fan谩ticos de los dinosaurios, identificando los animales espec铆ficos (‘g茅nero Dryptosaurus‘ ). Rara vez se mencionan los musgos, las hierbas, los arbustos y los 谩rboles de la imagen; a lo sumo, se los puede referir como el fondo o el escenario del evento principal, que comprende a los animales presentes “en un campo”.

En 1999, los educadores de biolog铆a James Wandersee y Elisabeth Schussler llamaron a este fen贸meno ceguera ante las plantas, una tendencia a pasar por alto las capacidades, el comportamiento y los roles ambientales 煤nicos y activos que desempe帽an las plantas. Los tratamos como parte del trasfondo, no como agentes activos en un ecosistema.

Algunas de las razones de la ceguera de las plantas son hist贸ricas: resacas filos贸ficas de paradigmas largamente desmantelados que contin煤an infectando nuestro pensamiento sobre el mundo natural. Muchos investigadores todav铆a escriben bajo la influencia de la influyente noci贸n de Arist贸teles de la scala naturae, la escalera de la vida, con las plantas en la parte inferior de la jerarqu铆a de capacidad y valor, y el ser humano en la cima. Arist贸teles enfatiz贸 la divisi贸n conceptual fundamental entre la vida vegetal inm贸vil e insensible y el reino sensorial activo de los animales. Para 茅l, la divisi贸n entre los animales y la humanidad era igualmente marcada; no cre铆a que los animales pensaran, de ninguna manera significativa. Despu茅s de la reintroducci贸n de tales ideas en la educaci贸n de Europa occidental a principios del siglo XIII y durante todo el Renacimiento, el pensamiento aristot茅lico ha permanecido notablemente persistente.

Hoy en d铆a, podr铆amos llamar a este sesgo sistem谩tico contra los no animales zoochauvinismo. Est谩 bien documentado en el sistema educativo, en los libros de texto de biolog铆a, en las tendencias de lo que se publica y en la representaci贸n de los medios. Adem谩s, los ni帽os que crecen en las ciudades tienden a carecer de contacto con las plantas a trav茅s de la observaci贸n interactiva, el cuidado de las plantas y la apreciaci贸n y el conocimiento de las plantas basada en el contacto por proximidad.

Las particularidades de la forma en que funcionan nuestros cuerpos (nuestros sistemas de percepci贸n, atenci贸n y cognitivos) contribuyen a la ceguera y los prejuicios hacia las plantas. Las plantas no suelen saltar sobre nosotros de repente, no presentan una amenaza inminente o no se comportan de una manera que obviamente nos impacta. Los hallazgos emp铆ricos muestran que las plantas no se detectan con tanta frecuencia como los animales, no captan nuestra atenci贸n tan r谩pidamente y las olvidamos m谩s f谩cilmente que a los animales. A menudo es adaptativo tratarlos como objetos o simplemente filtrarlos. Adem谩s, el comportamiento de las plantas implica con frecuencia cambios qu铆micos y estructurales que son simplemente demasiado peque帽os, demasiado r谩pidos o demasiado lentos para que los percibamos sin un equipamento adecuado.

Como nosotros mismos somos animales, tambi茅n es m谩s f谩cil para nosotros identificar el comportamiento animal como si fuera EL comportamiento. Los hallazgos recientes en rob贸tica indican que es m谩s probable que los participantes humanos atribuyan propiedades como la emoci贸n, la intencionalidad y el comportamiento a un sistema cuando ese sistema se ajusta al comportamiento animal o humano. Parece que, cuando decidimos interpretar un comportamiento como inteligente, nos basamos en prototipos antropom贸rficos. Esto ayuda a explicar nuestra reticencia intuitiva a atribuir capacidades cognitivas a las plantas.

PERO QUIZ脕S EL PREJUICIO NO SEA la 煤nica raz贸n por la que se ha descartado la cognici贸n vegetal. A algunos te贸ricos les preocupa que conceptos como “memoria vegetal” no sean m谩s que met谩foras confusas. Cuando intentamos aplicar la teor铆a cognitiva a las plantas de una manera menos vaga, dicen, parece que las plantas est谩n haciendo algo bastante diferente a los animales. Los mecanismos de las plantas son complejos y fascinantes, coinciden, pero no cognitivos. Existe la preocupaci贸n de que estemos definiendo la memoria de manera tan amplia que no tenga sentido, o que cosas como la habituaci贸n no sean, en s铆 mismos, mecanismos cognitivos.

Una forma de sondear el significado de la cognici贸n es considerar si un sistema comercia con representaciones. Generalmente, las representaciones son estados que tratan sobre otras cosas y pueden reemplazar esas cosas. Un conjunto de l铆neas de colores puede formar una imagen que representa a un gato, al igual que la palabra “gato” en esta p谩gina. Los estados del cerebro tambi茅n se toman generalmente para representar partes de nuestro entorno y, por lo tanto, nos permiten navegar por el mundo que nos rodea. Cuando las cosas van mal con nuestras representaciones, podr铆amos representar cosas que no existen en absoluto, como cuando tenemos alucinaciones. De manera menos dr谩stica, a veces nos equivocamos un poco o tergiversamos partes del mundo. Es posible que escuche mal las letras de manera divertida (a veces llamadas “mondegreens”) o me asuste violentamente pensando que una ara帽a se arrastra por mi brazo, cuando solo es una mosca. La capacidad de equivocarse de esta manera, de tergiversar algo, es una buena indicaci贸n de que un sistema est谩 utilizando representaciones cargadas de informaci贸n para navegar por el mundo; es decir, que es un sistema cognitivo.

Cuando creamos recuerdos, podr铆a decirse que retenemos parte de esta informaci贸n representada para su uso posterior “sin conexi贸n”. El fil贸sofo Francisco Calvo Garz贸n de la Universidad de Murcia en Espa帽a ha argumentado que, para que un estado f铆sico o mecanismo sea representativo, debe “representar cosas o eventos que no est谩n disponibles temporalmente”. La capacidad de las representaciones para reemplazar algo que no est谩 all铆, afirma, es la raz贸n por la que se considera que la memoria es la marca de la cognici贸n. A menos que pueda operar fuera de l铆nea, un estado o mecanismo no es genuinamente cognitivo.

Por otro lado, algunos te贸ricos admiten que ciertas representaciones solo pueden operar “en l铆nea”, es decir, representan y rastrean partes del entorno en tiempo real. La capacidad nocturna de la malva para predecir d贸nde saldr谩 el Sol, incluso antes de que aparezca, parece implicar representaciones “fuera de l铆nea”; otras plantas heliotr贸picas, que siguen al Sol solo mientras se mueve por el cielo, posiblemente involucran una especie de representaci贸n “en l铆nea”. Los organismos que usan solo esa representaci贸n en l铆nea, dicen los te贸ricos, a煤n podr铆an ser cognitivos. Pero los procesos fuera de l铆nea y la memoria proporcionan una evidencia m谩s s贸lida de que los organismos no solo responden de manera refleja a su entorno inmediato. Esto es particularmente importante para establecer afirmaciones sobre organismos que no estamos inclinados intuitivamente a pensar que son cognitivos, como las plantas.

驴Existe evidencia de que las plantas representan y almacenan informaci贸n sobre su entorno para su uso posterior? Durante el d铆a, la malva utiliza tejido motor en la base de sus tallos para girar sus hojas hacia el sol, un proceso que se controla activamente mediante cambios en la presi贸n del agua dentro de la planta (llamado turgencia). La magnitud y la direcci贸n de la luz solar se codifica en tejido sensible a la luz, se extiende sobre la disposici贸n geom茅trica de las venas de las hojas de la malva y se almacena durante la noche. La planta tambi茅n rastrea informaci贸n sobre el ciclo del d铆a y la noche a trav茅s de sus relojes circadianos internos, que son sensibles a las se帽ales ambientales que se帽alan el amanecer y el anochecer.

De la noche a la ma帽ana, utilizando informaci贸n de todas estas fuentes, la malva puede predecir d贸nde y cu谩ndo saldr谩 el sol al d铆a siguiente. Puede que no tenga conceptos como ‘el sol’ o ‘amanecer’, pero almacena informaci贸n sobre el vector de luz y los ciclos d铆a / noche que le permite reorientar sus hojas antes del amanecer para que sus superficies miren hacia el sol mientras asciende en el cielo. Esto tambi茅n le permite volver a aprender una nueva ubicaci贸n cuando los fisi贸logos de plantas se meten con su “cabeza” cambiando la direcci贸n de la fuente de luz. Cuando las plantas se cierran en la oscuridad, el mecanismo de anticipaci贸n tambi茅n funciona fuera de l铆nea durante unos d铆as. Al igual que otras estrategias de alimentaci贸n, se trata de optimizar los recursos disponibles, en este caso, la luz solar.

驴Este mecanismo cuenta como una “representaci贸n”, en lugar de partes del mundo que son relevantes para el comportamiento de la planta? S铆, en mi opini贸n. As铆 como los neurocient铆ficos intentan descubrir los mecanismos en el sistema nervioso para comprender el funcionamiento de la memoria en los animales, la investigaci贸n con plantas est谩 comenzando a desentra帽ar los sustratos de la memoria que permiten a las plantas almacenar y acceder a informaci贸n, y utilizar esa memoria para guiar el comportamiento.

Las plantas son un grupo diverso y flexible de organismos cuyas extraordinarias capacidades apenas estamos empezando a comprender. Una vez que ampliemos la vista de nuestra curiosidad m谩s all谩 de los reinos animales e incluso vegetales, para observar hongos, bacterias, protozoos, podr铆amos sorprendernos al descubrir que muchos de estos organismos comparten muchas de las mismas estrategias y principios b谩sicos de comportamiento que nosotros, incluida la capacidad para formas de aprendizaje y memoria.

Para lograr un progreso efectivo, debemos prestar especial atenci贸n a los mecanismos de las plantas. Necesitamos tener claro cu谩ndo, c贸mo y por qu茅 usamos la met谩fora. Necesitamos ser precisos acerca de nuestras afirmaciones te贸ricas. Y cuando la evidencia apunta en una direcci贸n, incluso cuando se aleja del consenso com煤n, debemos seguir con valent铆a hacia donde nos lleve. Estos programas de investigaci贸n a煤n est谩n en su infancia, pero sin duda continuar谩n conduciendo a nuevos descubrimientos que desaf铆an y ampl铆an las perspectivas humanas sobre las plantas, desdibujando algunas de las fronteras tradicionales que separaban los reinos de las plantas y los animales.

Por supuesto, es un esfuerzo de imaginaci贸n tratar de pensar en lo que el pensamiento podr铆a significar para estos organismos, que carecen de la divisi贸n cerebro (mente) / cuerpo (motor). Sin embargo, si nos esforzamos, podr铆amos terminar expandiendo los conceptos, como “memoria”, “aprendizaje” y “pensamiento”, que inicialmente motivaron nuestra investigaci贸n. Una vez hecho esto, vemos que, en muchos casos, hablar de aprendizaje y memoria de las plantas no es solo metaf贸rico, sino tambi茅n pr谩ctico. La pr贸xima vez que te encuentres con una malva en la acera que se balancea a la luz del sol, t贸mate un momento para mirarla con nuevos ojos y apreciar la ventana que esta peque帽a hierba abre a las extraordinarias capacidades cognitivas de las plantas.


Sobre este tema hemos publicado un dossier en la revista Prisma, n煤mero 4 (Apoyo Mutuo vegetal, 22.07.2016), que puede descargarse en formato PDF de manera gratuita AQU脥.




Fuente: Noticiasayr.blogspot.com