Los científicos resuelven el misterio centenario de cómo se cierra la trampa de Venus

PARÍS, 12 de junio — Hay que compadecerse de la pobre mosca que aterriza en una Venus atrapamoscas. Cuando el insecto toca las estructuras similares a pelos de esta extraordinaria planta carnívora, su trampa se cierra de golpe, condenando a la víctima a ser digerida durante varios días en enzimas secretadas. Los científicos han descubierto ahora el mecanismo físico que hay detrás de esta acción de cierre.

Los investigadores señalaron que los experimentos mostraron que el cierre de la Venus atrapamoscas se inicia por un ablandamiento rápido de las paredes celulares en la capa exterior de la trampa de la planta, que es una hoja muy modificada dividida en dos lóbulos articulados que se asemejan a mandíbulas con dientes.

Durante más de un siglo, la hipótesis predominante había sido que el cierre de la trampa era impulsado por una redistribución rápida del agua dentro de la hoja, con el agua moviéndose entre células para hinchar un lado de la hoja. La nueva investigación apunta a un mecanismo biológico diferente.

"Una de las plantas más emblemáticas del mundo aún puede sorprendernos. Después de más de un siglo de investigación, seguimos descubriendo cosas fundamentalmente nuevas sobre cómo funciona la Venus atrapamoscas", dijo el físico Yoël Forterre, de la agencia de investigación francesa CNRS y la Universidad de Aix-Marsella, autor principal del estudio publicado ayer en la revista Science.

La Venus atrapamoscas es una pequeña planta carnívora originaria de una región limitada de Carolina del Norte y Carolina del Sur, en los Estados Unidos. Como muchas plantas carnívoras, crece en entornos pobres en nutrientes y complementa su nutrición capturando y digiriendo insectos.

En experimentos realizados en Marsella, los investigadores utilizaron imágenes de alta velocidad, mediciones mecánicas mediante indentación de la capa exterior de la planta y modelado mecánico. También midieron el transporte de agua dentro del tejido vegetal para descartar ese mecanismo.

"La planta utiliza pelos disparadores especializados ubicados en la superficie interior de la trampa. Cuando un insecto toca estos pelos dos veces en un corto período de tiempo, la trampa se cierra. El cierre puede ocurrir en tan solo una décima de segundo", dijo Forterre.

"Nuestra hipótesis es que la trampa ya está cargada mecánicamente antes de activarse, muy parecido a un resorte. Cuando la trampa es estimulada, las paredes celulares de la capa epidérmica exterior se ablandan rápidamente en aproximadamente un 30 a 40 por ciento, lo que significa que la pared celular se vuelve más flexible. Esto libera las tensiones internas almacenadas en el tejido y hace que la trampa se doble y se cierre. El ablandamiento se desarrolla en aproximadamente un segundo", dijo Forterre.

Cuando la trampa se cierra de golpe, el insecto queda sellado en su interior para ser digerido.

"Al medir directamente la mecánica de la trampa viva mientras responde, identificamos el 'motor' interno que impulsa la hoja a través de su umbral de inestabilidad y desencadena el pandeo repentino que la cierra", dijo el físico y autor principal del estudio Jeongeun Ryu, quien trabajó en el estudio como investigador posdoctoral en el CNRS y la Universidad de Aix-Marsella.

Después de que la planta absorbe el líquido rico en nutrientes producido por los procesos digestivos, la trampa se vuelve a abrir, dejando atrás el exoesqueleto vacío del insecto.

"Lo que encuentro notable es que la evolución a menudo no inventa mecanismos completamente nuevos, sino que reutiliza y perfecciona los existentes. Se sabe que las plantas modifican las propiedades mecánicas de sus paredes celulares durante el crecimiento, pero la Venus atrapamoscas parece llevar este mecanismo al extremo, utilizándolo en una escala de tiempo de aproximadamente un segundo", dijo Forterre.

Hay aproximadamente 800 especies conocidas de plantas carnívoras. No todas están estrechamente relacionadas, lo que indica que el hábito carnívoro evolucionó de forma independiente múltiples veces durante la evolución de las plantas.

Cómo se cierra de golpe la Venus atrapamoscas es un tema que ha interesado durante mucho tiempo a científicos, incluido Charles Darwin, el naturalista del siglo XIX que impulsó la teoría de la evolución por selección natural. Los investigadores ven posibles aplicaciones prácticas de sus hallazgos.

"Que nosotros sepamos, esta es la primera vez que se observa un cambio tan rápido en las propiedades mecánicas de las paredes celulares en una planta", dijo Ryu.

"Resuelve una pregunta que se remonta a Darwin —qué impulsa uno de los movimientos más rápidos del reino vegetal— y apunta a una nueva forma en que un ser vivo puede moverse: no bombeando fluido ni simplemente colapsando, sino ajustando activamente la rigidez de su propio material. Ese principio podría eventualmente inspirar robots blandos o materiales inteligentes, aunque eso sigue siendo una perspectiva a largo plazo", dijo Ryu. — Reuters