Código verde: el lenguaje del ADN ambiental

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Código verde: el lenguaje del ADN ambiental

La Tierra

Código verde: el lenguaje del ADN ambiental

Hace poco vi un Tik Tok que mostraba comunidades de suricatas silvestres y me impresionó su forma de vida. Algunos adultos se dedican únicamente a vigilar el entorno. Cuando observan algún peligro cercano, emiten un sonido específico. Al escucharlo, las suricatas que se encontraban cazando, saben que es una señal de alerta y se ponen a salvo para protegerse del peligro. Las suricatas son unos animalitos súper tiernos; esto, sumado a lo interesante que encontré sobre su sistema de roles en comunidad, me hizo ponerle “Me gusta” al video, lo que tuvo efectos en el algoritmo de mi aplicación y más adelante mi celular pareció el canal de Animal Planet. Me salieron otros ejemplos de animales que se comunican con el fin de alertarse de peligros cercanos. Uno, por ejemplo, decía que los gatos callejeros forman “pandillas” y cuando se encuentran por ahí, se chismean acerca de los peligros que han encontrado en sus rondines por la ciudad.

 

Estuve observando videos por horas. Aprendí de la gran importancia que tienen estas señales en la supervivencia de las especies; pero más adelante me pregunté qué pasaba con los organismos que no desarrollaron sentidos como el oído o la vista. Los organismos como las plantas, los hongos o las bacterias también tienen señales de alerta y pueden advertirse entre ellos. Recientemente, científicos de la Universidad de Nápoles Federico II, en Italia, descubrieron un mecanismo de alerta a nivel celular que me parece particularmente interesante y no necesita de sentidos como comúnmente los conocemos [1].

 

Para entender mejor este mecanismo, debemos hablar un poco acerca de cómo mueren las células que conforman a un organismo multicelular, como las plantas o los animales. Existen dos procesos generales mediante los cuales muere una célula: el primero es llamado apoptosis o muerte celular programada; consiste en una serie de mecanismos controlados por la misma célula, que se activan cuando ésta detecta una cantidad de daño en sí misma, que no puede reparar y se prepara para morir. Con la apoptosis, la célula evita que el daño se propague hacia las células contiguas. Este mecanismo es muy útil en la salud de un ser multicelular. Se estima que diariamente mueren en un cuerpo humano adulto entre 50 y 70 billones de células gracias a la apoptosis [2]. Una célula que realiza apoptosis se encarga también de no dejar residuos de su propia muerte, como si supiera que llegó el momento de dejar de jugar y recoge sus juguetes antes de irse.

 

El otro proceso es la necrosis o muerte celular no programada: ocurre de forma accidental; regularmente se asocia a los peligros más repentinos y más catastróficos para un organismo, como una herida. En este caso, la célula no sabe que es tiempo de dejar de jugar y sólo se la llevan, así que sus juguetes se quedan ahí todos regados. De esta forma, si tuviéramos una lupa para observar un evento de muerte celular y observamos muchos residuos de célula, moléculas rotas y desordenadas por ahí, podríamos saber que hubo una señal de peligro para el organismo, que ocasionó necrosis y que probablemente siga presente en el ambiente, así que aún hay de qué defenderse.

 

En específico, los científicos han identificado una molécula que se encuentra dentro de todos los tipos de célula: el ácido desoxirribonucleico o, para los amigos, el ADN. Seguramente, has escuchado de esta molécula y de su papel en la herencia biológica. El ADN es una de las moléculas cuya presencia de forma desordenada en el ambiente alerta más a los organismos, sobre todo a las plantas. Aunque este mecanismo se ha observado en diferentes tipos de células [3] (animales, hongos, algas, etcétera), ha sido estudiado más a fondo en las plantas.

 

Existe evidencia científica que sugiere que las plantas pueden detectar al ADN en el ambiente; adicionalmente, pueden discernir entre cuánto ADN hay (si hay la cantidad suficiente para alarmarse), en qué estado se encuentra (para interpretar los eventos que liberaron al ADN), y además se piensa que pueden diferenciar de quién es el ADN detectado (por lo menos, si es de ella misma, de un miembro de su familia o de una bacteria) [4]. Toda esta información le indica a la planta qué tan alarmada debe estar y qué defensas activar para preservar su existencia.

Las plantas encienden defensas cuando identifican a su ADN liberado en el ambiente.
Las plantas encienden defensas cuando identifican a su ADN liberado en el ambiente.

La capacidad de las plantas para identificar que su propio ADN ha sido liberado resulta de gran utilidad, ya que les indica no sólo que un peligro está cerca, sino que ya está efectuando daño en su organismo, ocasionando la liberación desordenada de su propio ADN. Este mecanismo es equivalente al dolor que sentimos los humanos cuando nuestro cuerpo recibe un golpe o una quemadura. Por ejemplo, si sientes que te quemas una mano, instintivamente la mueves para alejarla de la fuente de calor. Cuando las plantas perciben estas señales de daño, comienzan a protegerse de manera inmediata con una gran cantidad de mecanismos de defensa.

Las plantas identifican los peligros alrededor, por ejemplo un bicho comiendo de sus hojas
Las plantas identifican los peligros alrededor, por ejemplo un bicho comiendo de sus hojas

Imagina cuántas células mueren en un ambiente natural, de una y mil especies al mismo tiempo, y cuántas señales existen que aún no conocemos conscientemente.

 

El lenguaje del ADN que se encuentra en el ambiente es uno de los más sutiles e intuitivos que se han descubierto. Todos los organismos conocidos hasta ahora cuentan con su paquete exclusivo de ADN, por tanto, todos contamos con mecanismos para “leerlo” e interpretar las señales que nos manda el ambiente.

 

Resulta curioso que nuestro organismo reciba tanta información y viceversa: que mandemos información a organismos tan diferentes a nosotros, como las plantas o los hongos, y además de todo, que ellos la entiendan. Quién diría que un Tik Tok de suricatas, más la cantidad adecuada de curiosidad, me llevarían a aprender cosas tan fascinantes acerca del mundo en el que vivimos y de los organismos con los que lo compartimos.

Las plantas sienten el contacto de las manos; el ADN que liberan las pone alerta.
Las plantas sienten el contacto de las manos; el ADN que liberan las pone alerta.
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Referencias


[1] Mazzoleni S, Bonanomi G, Incerti G, Chiusano ML, Termolino P, Mingo A, et al. Inhibitory and toxic effects of extracellular self-DNA in litter: A mechanism for negative plant-soil feedbacks? New Phytol. 2015;205(3):1195–210.
[2] Brown DA, Yang N, Ray SD. Apoptosis. In: Encyclopedia of Toxicology: Third Edition. 2014. p. 287–94.
[3] Mazzoleni S, Cartenì F, Bonanomi G, Senatore M, Termolino P, Giannino F, et al. Inhibitory effects of extracellular self-DNA: A general biological process? New Phytol. 2015;206(1):127–32.
[4] Carbajal-valenzuela IA, Medina-ramos G, Caicedo-lopez LH, Torres-pacheco I. Extracellular DNA : Insight of a Signal Molecule in. 2021;(October):0–20.

Vórtice, enero-mayo 2021 es una publicación trimestral digital editada por la Universidad Autónoma del Estado de Morelos (UAEM), a través de la Dirección de Publicaciones y Divulgación, Edificio 59 (Facultad de Artes), Campus Norte. Av. Universidad 1001, Col. Chamilpa, CP 62209, Cuernavaca, Morelos, México. Teléfono +52 777 329 7000, ext. 3815. Correo: revistavortice@uaem.mx. Editora responsable: Jade Gutiérrez Hardt. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2014-070112203700-203, ISSN 2395-8871, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor.


Responsable de la última actualización de este número: Roberto Abad, Av. Universidad 1001, Col. Chamilpa, CP 62209.


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