El código secreto de la Luz y las Plantas.
En Ciluz hemos querido estar atentos a los cambios que se producen desde el punto de vista científico tecnológico, en cuanto a iluminación y la relación con la biodiversidad en nuestro planeta. Las plantas, son sin duda uno de los elementos más destacados en esta conjunción, sin embargo, es muy poco conocida entre la ciudadanía. Es por esto que nos contactamos con el especialista Juan Pablo Matte, quien además de sus estudios de pregrado en la PUC (facultades de Ingeniería Forestal y Ciencias Biológicas) su área de especialización corresponde a Genética Molecular y Biología Vegetal, innovando en cuanto a cómo responden las plantas a los estímulos lumínicos.
Actualmente, Juan Pablo posee un Doctorado y Post Doctorado en Genética Molecular en la facultad de Agronomía de la Universidad de Sydney, Australia; y como Director de Investigación en Ciencia Pura, empresa dedicada a la ciencia aplicada para la agricultura y el sector forestal, es que nos cuenta todos los avances y maneras de ver la evolución de las plantas en nuestro entorno.
En Ciencia Pura desarrollan soluciones AgroTech, donde destaca el servicio «PARALED», que acelera el crecimiento de las plantas de una manera eficiente energéticamente.
La genética de plantas y cómo perciben la luz se han optimizado a través de la evolución de tal manera que son como un PC, capaces de predecir el futuro incluso de mejor manera que la inteligencia artificial; ellas no pueden trasladarse de un lugar a otro, de manera que están obligadas a adaptarse o florecer y que la semilla que generen, tenga mejor suerte que ella misma.
Pero ¿cómo es posible que ocurra? lo hacen? La planta tiene la capacidad de leer y comprender las condiciones que la rodean, del ambiente donde está creciendo y activar ciertas respuestas o un plan de crecimiento. Todo este desencadenamiento o código secreto de la planta, es altamente complejo. La planta tiene que decidir cómo y cuál va a ser la estrategia que usará para sobrevivir. Un clásico ejemplo es el de la planta que crece bajo una roca sin luz, pero se estira a su máxima capacidad, pues es la única esperanza que tiene de lograr un poco de luz y sobrevivir. Lamentablemente esto la debilitará pues sabemos que la evolución de una planta responde a un proceso de millones de años.
Por medio de la experiencia de Juan Pablo en el desarrollo de soluciones que aceleran el crecimiento de las plantas de una manera eficiente energéticamente, parece más claro comprender las grandes diferencias que existen entre la luz artificial y la luz natural y su vínculo con las plantas.
La luz natural es un arcoíris completo, tiene todos los colores del espectro lumínico, pero la luz artificial LED o fluorescente (salvo una ampolleta incandescente que si tiene todo el espectro pero en proporciones muy diferentes a la natural) es denominada “discreta”, es decir, tienen un azul con un fosfato para que florezca, pero no es un espectro continuo como arcoíris. La luz blanca que nosotros vemos de una ampolleta no es la misma luz blanca del sol, es muy diferente y las plantas tienen hasta siete receptores (nosotros 3); “Yo podría tener un azul más cercano al UV, un 400 nm o 425 nm que es justo el que ve la clorofila A, un 460 nm que el de la clorofila B”, dice Juan Pablo.
Sabemos que la tecnología LED llegó para cambiar varios aspectos en el estudio de la iluminación y es así como hace 10 años atrás se ocupaban filtros de colores para estudiar cómo responde la planta. Hoy, sorprendentemente, podemos optar por usar un LED que sea específico para generar una respuesta; y así dejar a la planta contenta creyendo que es primavera, que su situación ambiental es óptima, qué no se tiene que estresar, no tiene que apretar “el botón de pánico”. Hoy en día es escalable. Es una tecnología útil y disponible.
Juan Pablo nos comenta que estamos en un error si creemos que la luz blanca para humanos es igual de buena para las plantas; la luz blanca que utilizamos incluye cristal de azul (4,45) seguramente más barato en su momento y de fácil visibilidad para los humanos, pero sabemos por nuestros estudios y observaciones que la planta necesita una longitud de onda un poco más arriba del azul.
¿Qué relación tiene la luz y las distintas épocas del año en su desarrollo?
Las plantas se han adaptado a vivir en estos climas, sobre todo en los septentrionales como Chile; en cambio el lugares como el Ecuador esto efecto se ve mucho menos, a pesar de que existen cambios de temporada en la planta y hay un par de estrategias de crecimiento. Es así como encontramos que puede florecer un par de veces al año (cuando haya menos lluvia), en cambio en lugares más extremos como nuestro territorio, le convendrá florecer en primavera como suele ocurrir, pues tendrá las mejores condiciones para hacerlo.
También hay plantas “de día corto” como la lechuga, que florece entre los períodos de marzo- abril, porque es en este momento cuando brota una semilla, la cual cae y se transforma en otra. Esta es su estrategia para esquivar el dañino y frío invierno. Esta es su manera de evolucionar ante los cambios de clima e iluminación; produce rápidamente la semilla.
Otro ejemplo es el caso de las flores y plantas del desierto florido que con un escasa agua logran germinar (las semillas son duras y la fricción del proceso colabora). Sabemos que se puede tener el desierto por años con escasez o ausencia total de agua, pero cuando cae lluvia y se forman verdaderos riachuelos que estimulan las semillas depositadas por años en las grietas de la tierra, volviendo a emerger en forma de plantas y hermosas flores. Su ciclo es rápido: nacen, crecen, florecen, producen semillas y mueren nuevamente.
¿Se puede entrenar a las plantas?
No todas las plantas responden de la misma forma a la luz, puesto que depende mucho de su origen. Es así como una planta cuyo origen fue del Ecuador, va a preferir luz pareja todo el año, y de tonalidad muy roja. En cambio una planta cuyo origen es el sur de Chile, será una planta con una preferencia a la luz azul. Esta condición queda estampada en el ADN de la planta, pese a su evolución. Contrario a lo que se pueda creer, las plantas no requieren pasar por todo el ciclo de un año calendario. De manera artificial se puede manejar ciertas condiciones controladas con temperatura, horas y tipo de luz. Una planta puede creer que la primavera se extendió hasta que decidamos darle la señal de entrar en recesión cambiando dichas condiciones. Todo esto narrado suena sorprendente, pero no implica estrés para la planta pues dentro de su sistema incluye tipos de programas para actuar de manera correcta ante estas condiciones. Es un verdadero “código secreto” que ella puede accionar ante el estímulo lumínico. Por lo tanto, ella activa o desactiva los programas conforme a las condiciones que se presenten.
Los procesos de las plantas es multifactorial; primero temperatura, luego humedad y después luz. El sistema de las plantas funciona por niveles y estos se accionan conforme a las condiciones que surjan. Si la temperatura es muy alta, la planta tiene una especie de “botón de emergencia” o “botón de pánico” (que ya hemos mencionado) el cual acciona. Si este nivel no sufre grandes variaciones, se pasa al siguiente nivel. El accionar estos botones la mantendrán en los modos correctos para reaccionar de forma eficiente y finalmente sobrevivir. Las plantas son plásticas, sus estrategias de crecimiento vienen escritas en su ADN, y este código es la herencia de sus antepasados.
Un ADN que se forma de la luz.
Los datos del ADN de una planta son relevantes. Estas especies pueden ser “entrenadas” bajo condiciones artificiales y con el fin de obtener ciertos resultados, pero siempre estará predeterminada por sus antecedentes, es decir, si ya fue expuesta en una época pasada (hablamos incluso de sus antepasados) a alguna instancia similar, ella responderá positivamente y tendrá el rasgo de plasticidad heredado del que hablamos. No es el caso de las tristemente llamadas “plantas tontas” que han dependido de un tercero para germinar y no han formado un registro evolutivo más competitivo para sobrevivir ante cambios del entorno, ante cambios lumínicos. Un claro ejemplo son las semillas que a través de las heces de ciertos pájaros específicos germinan al ser depositadas; si el ave desaparece o se extingue, la planta lo hará
también.
Las plantas de interior. Oferta y demanda de luz.
En realidad lo que tenemos es plantas más o menos tolerantes a la sombra. Podemos poner luz blanca artificial en exceso y tratar de igualar las condiciones del sol o ser más eficiente y aplicar, por un momento en un horario que el usuario decida, cierta cantidad de luz en el espectro correcto para así alcanzar el máximo esplendor de la planta.
Cuando hablamos de este tema, Juan Pablo Matte nos graficó con un buen ejemplo de qué manera se han adoptado medidas en diferentes temas y escenarios nunca antes vistos.
“Un buen ejemplo es el este tratamiento es el estadio del Manchester. Sobre el césped de la cancha se aplica un tratamiento de luz que se suma al riego habitual para su mejor crecimiento y mantención. La misma experiencia se podría reflejar en otras instalaciones con plantas como son los muros verdes en edificios. Haciendo uso del espectro correcto de luz que la planta requiere, por un determinado tiempo (algunas sólo requieren 15 minutos), sería suficiente para que estas especies no accionen el “botón de pánico” y siga con su desarrollo normal y feliz. Es más, se podría controlar su crecimiento sin estresar a la planta y conseguir características óptimas para este tipo de instalaciones”, nos dice.
Un caso distinto es la inclusión de las plantas acuáticas en los espacios interiores, pues ellas si requieren de diferente luz. Como son las primeras (en los tiempos) y la luz azul es más energética (de hecho entra con más profundidad en el agua), las algas la recogen de mejor manera como consecuencia del proceso evolutivo. Ante la presencia de luz roja, cálida, las algas mueren, de igual manera acontece con el entorno acuático.
Muchos piensan que debido al avance significativo en las tecnologías lumínicas, es posible acceder a mejores luminarias para las plantas en espacios habitados como los hogares de las personas, de la gente común. Pero lo cierto es que el acceso a la tecnología de iluminación para el usuario común, suele tardar entre 15 y 20 años y no se ha presentado un verdadero mercado consumidor o una demanda ávida de ella, salvo hechos puntuales como es el fenómeno de la cannabis, en donde si vemos una oferta y demanda extensa con una serie de opciones para el usuario común. Aunque
la cannabis es una maleza, especie altamente plástica de fácil cultivo y, por lo tanto, que requiere poca sofisticación para alcanzar buenos resultados en su cultivo.
Luminarias públicas, luminarias inteligentes.
“A nivel sudamericano, Colombia ya ha implementado una normativa que exige un “apantallamiento” en las luminarias para que no perjudique el azul en la biodiversidad del entorno donde estas funcionan. Acá en Chile debería ser igual porque nos afecta en la visualización de las estrellas, de igual manera a animales e insectos el daño es rotundo en cuanto a ciclos circadianos, sus sistemas de reproducción y otros comportamientos como hemos podido ver con las aves y las consecuencias desastrosas que se han registrado”, hace hincapié Juan Pablo.
En cuanto a las plantas, y si hablamos de plantas nativas esto se agudiza, ellas requieren de al menos una hora de oscuridad. Por otro lado, las luminarias públicas podrían tener el poder de alterar el comportamiento de las plantas desde una visión optimista, es decir, solucionar efectos nocivos para la población, obteniendo resultados que no estresan ni dañan a las plantas. Es el caso de las especies que en su polinización causan alergias a las personas.
En la práctica, si experimentáramos con “luz rojo lejano” de unos 730 nm en una especie muy popular en Chile como es el Plátano Oriental (culpable de muchos cuadros de alergia respiratoria), podríamos evitar el estrés de la planta (esta proyección de “rojo alejado” se implementaría de noche) y así inhibir el florecimiento del Plátano Oriental, culpable de la alergia respiratoria primaveral.
Las luminarias que están encendidas durante toda la noche si respetar ciertas normas de proyección e intensidad, provocan estrés en las plantas. Ellas también tienen su propio ciclo circadiano y estar 24/7 expuestas a la luz, detona la idea de estar siempre de día en ellas. El efecto “free running” en las plantas o 24/7 inhibe su capacidad de “reseteo” necesario para cumplir con su ciclo; es altamente probable que esta especie florezca anticipadamente debido a esto.
El “máximo biológico” existe en las plantas conociendo cuál es el rango máximo de rendimiento de dicha planta. Por ejemplo, a través de las condiciones óptimas de iluminación, el maíz se puede producir en un mes simulando un año completo, replicando esto durante todo el año para conseguir 12 cosechas en lugar de una.
Por otro lado, un Alerce crece muy lento y pese a las condiciones no se podría acelerar su ciclo.
Ante la utilización de la tecnología actual ya existente y los resultados obtenidos con el control de las condiciones lumínicas (y siendo siempre respetuosos de la naturaleza de las plantas y sus “botones de pánico”), no resulta del todo impensada la idea de la existencia de una luminaria pública inteligente que favoreciera a la población y a toda la biodiversidad conforme a las características del territorio. Es decir: luminarias que respetaran el ciclo de las plantas, que formen un follaje tal que fuese óptimo para los seres humanos en las diferentes épocas del año y que además, tuviese una proyección amigable con otros seres del entorno, manteniendo a raya problemáticas como las alergias si conseguimos regular con la emisión de luz correcta, su florecimiento.
