En el mundo —y sí, a veces mundillo— de la ciencia la elección de un buen nombre para aquello que desvela a los investigadores puede representar una completa y opuesta diferencia entre buena y merecida prensa (“¡físicos descubren la partícula de Dios!”) y la confusión, en el mejor de los casos, o la plena condena y clasificación, en el peor, como “mala ciencia”, pseudociencia o, de plano, charlatanería sin dar apenas oportunidad a que el responsable del equívoco bautizo explique y aporte las pruebas necesarias para respaldar su afirmación. Este último es el transdisciplinario caso de la neurobotánica, cuya sola mención ha ocasionado más de un equívoco.

El embrollo es entendible si consideramos que la enorme mayoría de nosotros asociamos inmediatamente el prefijo “neuro” con “nervio” y de ahí con la presencia de un sistema nervioso y, como es evidente mientras regamos nuestras plantas de ornato o el jardín, las únicas plantas con neuronas y (muy posiblemente) cerebro son las de la ficción, como Audrey II, la estrella musical carnívora de La tiendita de los horrores, y Bárbol y el resto de los ents o árboles parlantes imaginados por Tolkien en El Señor de los Anillos. En nada ayuda tampoco la casi inmediata adopción e interpretación de las huestes del New Age en el sentido de que la neurobotánica es la confirmación “científica” de que las plantas tienen sentimientos y pueden tener una comunión con nosotros muy similar a la simbiosis con el Árbol de las Almas de la película Avatar. Peor aún: luego de que en varios medios han aparecido encabezados al estilo de: “Las plantas tienen neuronas, son seres inteligentes”, y “¿Sabías que las plantas piensan y recuerdan?”, ¿a quién le extraña las críticas y respuestas enérgicas de científicos y divulgadores cuando se hace referencia a la neurobotánica? Un colega, por ejemplo, señalaba que en México a los neurobotánicos los llamamos jardineros, y otro no dudó en etiquetar el tema como el gabivargazo de la semana (y, conociendo la fuente, ¿quién puede culparlo?).

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Ilustración: Oldemar González

Veamos si, en estas páginas, podemos separar la paja del trigo y enraizar, más allá de con los tree huggers y apasionados de la botánica, los serios orígenes y fundamentos de los estudios sobre inteligencia vegetal y esperemos que los frutos de este texto se aproximen más a los de uno de los artículos científicos de neurobotánica Mónica Gagliana (número 23 en la lista de los 100 más leídos, de un total cercano a 20 mil y publicados por las revistas científicas en 2016) que a los del periodista Michael Pollan y su artículo de The New Yorker que, en palabras de uno de sus críticos, “fue la razón por la que en mi clase dejamos de leer a este autor”.

Las raíces del estudio de la inteligencia vegetal

En pocas palabras, la neurobotánica es el estudio de la inteligencia de las plantas. A pesar del rechazo —casi animadversión— que provoca de raíz (etimológica) el término por la inevitable asociación que, por su uso común en palabras como neurología y neurasténico, hacemos con neuronas, sistema nervioso y cerebro (elementos de los que carecen por completo todos los miembros del reino vegetal, lo que jamás ha sido la parte medular de la polémica dado que todos, neurobotánicos incluidos, estamos de acuerdo con ello), algunos de los expertos en esta verde inteligencia consideran que transmite de una manera sencilla y contundente el propósito de sus investigaciones. Además, alegan, etimológicamente es igualmente adecuada su adopción dado que en griego neurón significa “fibra” y, dado que ésta se encuentra en las paredes de las células vegetales, no habría en rigor problema con estirar un poco (o, para alguno, un mucho) el prefijo para conservar el nexo —¿la sinapsis?— que establecemos entre neuronas e inteligencia.

Si bien la neurobotánica abordada de manera multidisciplinaria en un ramillete de disciplinas que van desde la bioquímica y la histología vegetal y la fitoelectrofisiología, hasta la biología evolutiva, la ecología vegetal y… no, por supuesto que no hay (ni habrá jamás) una fitopsicología (salvo, posiblemente, en círculos New Age, con títulos como: Constelaciones vegetales), pero, dado que con la inteligencia tratamos, sí interviene la biología cognitiva; y es precisamente debido a que los orígenes de esta última están fuertemente entrelazados con la psicología humana que no ha sido sencillo para quienes no somos neurobotánicos entender a qué se refieren éstos cuando hablan de inteligencia plantal.

Pero mucho antes de la fundación en 2005 de la Sociedad para la Neurobiología Vegetal y de la germinación en el siglo XXI de los experimentos y modelos teóricos de la neurobotánica como tal, ya en 1937 los fisiólogos botánicos Frits Warmolt Went y Kenneth Vivian Thimann habían llamado la atención sobre el hecho de que “… en movimientos tropísticos [que son los que se dan en respuesta a un estímulo; ejemplo botánico por antonomasia: el fototropismo o giro de los girasoles hacia la luz] las plantas parecen mostrar un tipo de inteligencia; su movimiento es de ventaja subsecuente para ellas”.1 Y un siglo antes que Went y Thimann, Charles Darwin concluía en el capítulo XII de su obra El poder de movimiento en las plantas,2 que la radícula (primera parte que germina de la semilla y que se convierte en la raíz primaria): “…ha adquirido tan diversos tipos de sensibilidad que es apenas exagerado decir que la punta de la radícula así dotada, y teniendo el poder de dirigir los movimientos de las partes contiguas, actúa como el cerebro de uno de los animales inferiores; localizándose el cerebro dentro del extremo anterior del cuerpo, recibiendo impresiones de los órganos de los sentidos, y dirigiendo los diversos movimientos” [las cursivas son mías].

Para entender qué es la inteligencia vegetal los neurobotánicos suscriben por completo las palabras de Darwin y abogan por sustituir el antropomorfismo por un fitomorfismo que nos permita preguntarnos de qué manera las plantas detectan (“sienten”) los estímulos del medio ambiente, cómo pueden aprender de éstos y cuáles son las formas en que comunican esta información a otras plantas y animales. Un manual que nos permita explorar por esta selva oscura muy posiblemente nos advertiría en su primera página que es recomendable que, para que, abusando de la metáfora, veamos tanto el bosque como los árboles en él, dejemos de asumir que un ser viviente —ya sea un animal, un organismo unicelular o una planta— puede exhibir comportamiento inteligente si y sólo si cuenta con un cerebro y un sistema nervioso; sabemos, por ejemplo, que un protista constituido por una célula como Physarum polycephalum puede hallar la ruta más corta, de entre cuatro posibles, a la comida en un laberinto.3 En su segunda página el mismo manual llamaría nuestra atención sobre el hecho de que la escala de tiempo en la que las plantas interactúan con su medio ambiente es muy diferente a la nuestra, por lo que no esperemos ser capaces de ver demostraciones del comportamiento inteligente de la enredadera o del árbol de nuestro jardín como si de nuestro perro o gato se tratase.

La espesura de la inteligencia: Humana, animal, vegetal

Para fertilizar el terreno de la neurobotánica, el investigador Tony Trewavas, partiendo de la recopilación más grande y mejor referenciada (alrededor de 70 definiciones en 2007) de los expertos en inteligencia artificial Shane Legg y Marcus Hutter,4 aplica al reino vegetal las tres características que describen a la inteligencia: a) es una propiedad que tiene un individuo que interactúa con su ambiente (en otras palabras: el comportamiento del individuo); b) está relacionada con la habilidad del individuo de beneficiarse o tener éxito con relación a alguna meta u objetivo; c) depende de la capacidad de adaptación del individuo a diferentes objetivos o ambientes. Así, según Trewavas,5 las plantas: a) interactúan y responden a una gran multitud de señales ambientales; b) tienen como meta sobrevivir y, de acuerdo con la teoría darwinista, aquellas mejor adaptadas tendrán más descendencia; y c) su aptitud depende de su habilidad para adaptarse a su ambiente durante su ciclo de vida, lo que implica mejorar sus respuestas (su comportamiento) a través de la experiencia (esto requiere memoria e implica aprendizaje), lo que significa que los individuos leñosos o fibrosos más inteligentes esparcirán con mayor éxito sus semillas sobre la Tierra.

Una de las primeras críticas entre los escépticos radica en asumir que las plantas no cumplen ni siquiera con la definición etimológica de inteligencia (del latín inter, “entre”, y legere, “escoger”), pues las plantas no escogen entre diferentes opciones sino que son más bien, de acuerdo con los detractores de la neurobotánica, autómatas programadas, como sus homólogas virtuales en el videojuego Plants vs. Zombies, para responder A ante un estímulo B, sin ninguna capacidad de aprendizaje. Sin embargo, la evidencia a favor de los individuos verdes no deja lugar a dudas, aunque sí fuertes críticas por lo que más de un científico considera como terminología vaga que puede conducir a interpretaciones equívocas entre el lego, como que las plantas en verdad tienen un cerebro constituido por células de sus raíces, lo que jamás afirmó Darwin, ni ningún neurobotánico. Además, ¿no era exactamente eso —que no eran más que autómatas— lo que hasta hace no tanto tiempo se creía de los animales?

Estudios recientes muestran que, además de lo que ya había observado Darwin en otras plantas, la punta de la raíz de Arabidopsis detecta, como si un instrumento de medición multiusos se tratase, señales relacionadas con gravedad, tacto, fosfatos, nitratos, amonio, humedad, sales de calcio y luz. Como cada punta experimenta varias de estas señales a la vez, es necesario que de alguna manera se dé una evaluación del orden que serán respondidas. Trewavas especula que, posiblemente, un núcleo central de células radicales con una alta conectividad entre ellas y rodeadas de células con menor conectividad sea posiblemente la estructura necesaria para controlar este comportamiento inteligente. La información entre células se transmitiría a través de los llamados canales de calcio, que son regulados por diferencias de potencial eléctrico, a una velocidad de entre uno y ocho milímetros por segundo6 (cien veces menor que la mínima, de alrededor de medio metro por segundo, en las fibras nerviosas más finas de nuestra especie). Otra hipótesis de Trewavas es que la inteligencia vegetal sea más parecida a la inteligencia de enjambre de insectos sociales como las hormigas, cuyo comportamiento es autoorganizado (lo que significa que es resultado de las interacciones entre los componentes de, en los casos que nos interesan, la planta o el hormiguero) y no requiere de un controlador central ni de que un individuo —la planta en sí— sea consciente del comportamiento resultante.

Memoria y aprendizaje verdes

Con relación a la memoria, el aprendizaje y a las habilidades de comunicación en las plantas, hay evidencias profusas de la capacidad de éstas para recordar, medir el tiempo, aprender por asociación y comunicarse con otras especies vegetales y animales mediantes señales químicas.7

Que las plantas pueden recordar lo demuestran, por ejemplo, los movimientos de los girasoles (Heliantus annuus) en respuesta a la luz. Cuando amanece, estas flores se orientan hacia el este y siguen al sol en su trayectoria hacia el poniente durante el día hasta que, por la noche, vuelven a orientarse hacia el este, lo que significa que anticipan que la luz saldrá de nuevo por esa dirección. Más impresionante es el comportamiento de las plantas del género Kalanchoe: si son transferidas a un lugar con continua oscuridad, estas flores continúan sus movimientos diurnos durante varios ciclos y sin ninguna señal luminosa, lo que significa que recuerdan el ciclo de luz solar.

Sobre la habilidad de las plantas para medir el tiempo, un buen ejemplo son las semillas de Begonia, que sólo germinan si experimentan días largos, de 12 horas o más en un ciclo de 24 horas. Si los días se acortan a ocho horas o menos, permanecen en estado latente, lo que significa que las begonias tienen la capacidad de distinguir esta diferencia de cuatro horas de duración. Pero las plantas no sólo son capaces de medir el tiempo en una escala de horas o días, sino hasta de décadas, como el maguey del desierto (Agave deserti), que florece y muere luego de cumplir alrededor de 50 años.8

Más allá de Bárbol: Cómo se comunican las plantas

Igual de impresionante es la comunicación mediante la emisión de compuestos volátiles, a pesar de que desde primaria nuestros maestros nos enseñaron que la atracción de insectos y aves por las flores facilita la polinización; esta atracción no es sólo visual, sino a través de los aromas florales con los que champús, cremas y hasta suavizantes para ropa nos han habituado. Algunos de estos aromas imitan el olor de feromonas sexuales (algunos investigadores consideran que en ocasiones los insectos atraídos por las flores que liberan estos estimulantes sexuales no son engañados por ellas, sino que simplemente aprovechan para pasar un rato placentero mientras frotan sus partes con las de la flor, pero esto es altamente especulativo) o, menos atractivo para nosotros pero no para sus destinatarios, el olor del excremento o de cadáveres. Menos conocido es que cuando un insecto herbívoro, al masticar, rompe los tejidos de una planta, ésta libera etileno y otros compuestos volátiles que inhiben el ataque de los insectos y que además pueden informar que está siendo atacada a otras plantas que se encuentran en dirección del viento. Más aún: estos mismos compuestos pueden comunicar a depredadores que se alimentan de los insectos herbívoros atacantes que es hora de comer, liberando así a la planta de sus agresores. Y, en el caso de Arabidopsis, cuando sus raíces son atacadas por la bacteria Pseudomonas syringii, éstas empiezan a producir ácido málico, con lo que aumenta la concentración de malato (forma ionizada de este ácido) en el suelo; esto a su vez favorece la aparición de la bacteria Bacillus subtilis, que protege a las raíces de Arabidopsis contra la otra bacteria.9

Por último, en diciembre de 2016 un experimento demostró que las plantas pueden aprender por asociación: a semejanza de los perros de Pavlov, plantas de chícharo de la especie Pisum sativum fueron entrenadas para predecir un estímulo no condicionado —la presencia de luz— en respuesta a un estímulo condicionado —la corriente de aire generada por un ventilador—. El fototropismo aprendido de los chícharos prevaleció sobre su comportamiento innato, creciendo en dirección del flujo de aire del ventilador (estímulo positivo) o en contra de éste (estímulo negativo), cuando este estímulo se asociaba a la presencia o a la ausencia de luz artificial.10

Mónica Gagliano, científica a la cabeza del experimento del chicharito, considera que entre las ramas más prometedoras de la neurobotánica está la bioacústica vegetal: la habilidad de las plantas de emitir y responder a ondas de sonido o vibraciones en su ambiente,11 lo que nos recuerda pasajes de El Señor de los Anillos como el siguiente: “Me pareció entonces que todos los árboles murmuraban entre sí, contándose noticias y conspirando en un lenguaje ininteligible; y las ramas se balanceaban y rozaban sin ningún viento” (La Comunidad del Anillo). Hay estudios que muestran que, dado que diferentes especies producen distintos sonidos, por ecolocación (como si de murciélagos o delfines se tratase) podrían caracterizar qué plantas están creciendo cerca de ellas y, en el caso de enredaderas, orientarse y localizar aquellos árboles por los que pueden trepar.12

“Los científicos”, señala Gagliano, pueden en verdad desafiar la tradicional reluctancia a nuevas ideas y en lugar de ello dar la bienvenida a nuevos bebés cuyos rostros completos sólo pueden ser revelados con el tiempo”. Tratándose de la neurobotánica, el sendero a estas revelaciones es, no pocas veces, bastante espinoso.

 

Luis Javier Plata Rosas
Doctor en oceanografía por la Universidad de Guadalajara. Es autor de Ciencia Pop, La física del Coyote y el Correcaminos, y más ciencia (y muchos más dibujos animados) y de El teorema del Patito Feo. Encuentros entre la ciencia y los cuentos de hadas.


1 Went, F.W. y K.V. Thimann, Phytohormones, The Macmillan Company, New York, 1937, 310 pp.

2 Darwin, C., The Power of Movement in Plants, 1880. Es posible consultarlo en internet gracias al Proyecto Gutenberg.

3 Nakagaki, T., H. Yamada y A. Toth, “Maze solving by an ameboid organism”, Nature, 407, 2000.

4 Legg, S. y M. Hutter, “A collection of definitions of intelligence”, Frontiers in Artificial Intelligence and Applications, 157, 2007, pp. 17-24.

5 Trewavas, T., 2016, “Plant Intelligence: An Overview”, BioScience, 66(7), pp. 542-551.

6 Choi, W.G., R. Hilleary, S.J. Swanson, S.U. Kim y S. Gilroy, “Rapid Long-Distance Electrical and Calcium Signalling in Plants”, Annual Review of Plant Biology, 67, 2016, pp. 287-307.

7 Leopold, C., “Smart Plants: Memory and Communication without Brains”, Plant Signaling & Behavior, 9(10), e972268.

8 Tisue, D.T. y P.S. Nobel, “Carbon relations of flowering in a semelparous and clonal desert perennial”, Ecology, 71, 1990, pp. 273-281.

9 Rudrappa, T., K.J. Czymmek, P.W. Paré y H.P. Bais, “Root secreted malic acid recruits beneficial soil bacteria”, Plant Physiology, 148, 2008, pp. 1547-1556.

10 Gagliano, M., VV. Vyazovskiy, A.A. Borbély, M. Grimonprez y M. Depczynski, “Learning by Association in Plants”, Scientific Reports, 6, 2016, 38427.

11 Gagliano, M., “The Flowering of Plant Bioacoustics: How and Why”, Behavioral Ecology, 24(4), 2013, pp. 800-801.

12 Tales estudios son enlistados por Gagliano en: Gagliano, M., “In a Green Frame of Mind: Perspectives on the Behavioural Ecology and Cognitive Nature of Plants”, AoB Plants, 2015, 7, plu075.

 

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