1. Qué les pasa a los crisantemos de Aichi cuando se enciende luz por la noche
La prefectura de Aichi es la mayor productora de crisantemos de Japón, representando aproximadamente un tercio de la producción nacional. Su principal zona de cultivo es la ciudad de Tahara [7]. Lo que ocurre en los campos por la noche se llama "cultivo con iluminación eléctrica". Antes de que se formen los botones florales, se encienden luces durante la noche para hacer que la planta "sienta" que el día es largo, retrasando así la floración. Esto se combina con cubrir los campos con telas para bloquear la luz, permitiendo enviar flores durante todo el año [7]. En el caso de los crisantemos, si se encienden luces durante algunas horas a medianoche, interrumpiendo la noche, se suprime la formación de botones florales. Si se mantiene esta interrupción durante unos 60 días y luego se apagan las luces, las flores se abren, permitiendo también la venta en invierno [6]. Recientemente, muchos agricultores están cambiando las bombillas por LED [7]. ¿Por qué se detiene la floración solo con iluminar un poco la noche? La pista estaba en la observación de un tipo de tabaco hace más de 100 años.
2. Cómo el tabaco Maryland Mammoth mostró que la floración depende de la estación
En 1920, se cuenta que los investigadores estadounidenses Garner y Allard se fijaron en una variedad de tabaco llamada "Maryland Mammoth". Esta variedad, cultivada en el sur, no florecía durante la temporada de crecimiento si se plantaba más al norte de Washington D.C., y moría con las heladas de otoño. Sin embargo, cuando se cultivaba en un invernadero durante el invierno, sí florecía [2]. Además, si se aplicaba luz artificial para alargar el día en el invernadero de invierno, dejaba de florecer. Ambos pensaron que la duración del día influía en la época de floración. Este artículo fue publicado en marzo de 1920 en la revista Journal of Agricultural Research [2]. Esta propiedad de los seres vivos de reaccionar a los cambios en la duración del día y la noche se llama fotoperiodismo [1]. Las plantas que florecen cuando los días se acortan se llaman "plantas de día corto"; muchas de ellas, como la campanilla, el crisantemo, la cosmos, el arroz y la soja, florecen de verano a otoño [3]. Por el contrario, las "plantas de día largo", que florecen cuando los días se alargan, incluyen la espinaca y la Arabidopsis [4]. Pero, ¿qué significa realmente "día corto"? ¿Es que el día es corto o que la noche es larga?
3. Por qué las plantas miden la duración de la noche y no la del día
Los experimentos mostraron que las plantas reaccionan más a la longitud de la noche que a la del día. Por ejemplo, en la planta Xanthium, si hay un periodo oscuro continuo de más de 8.5 horas, comienza a formarse la flor. Sin embargo, este valor de 8.5 horas es específico de esa planta; varía según la especie [3]. Además, incluso si el periodo oscuro es suficientemente largo, si se aplica luz durante un tiempo muy breve en medio de la noche, se interrumpe la formación de botones florales en las plantas de día corto. Lo necesario no es que la noche sea larga en total, sino que sea "larga de forma continua" [4]. Las luces en los campos de crisantemos usan esta propiedad: interrumpen la noche para hacer creer a la planta que la noche es corta. Parece que miden la longitud de la noche con un cronómetro, pero no tienen un reloj real. Entonces, ¿da igual el color de la luz aplicada por la noche? Si solo importara la longitud total del periodo oscuro, esta interrupción no tendría efecto.
4. Cómo la luz roja detiene la floración y la luz roja lejana la cancela
La luz que mejor funciona para interrumpir la noche es la luz roja (con una longitud de onda cercana a 660 nm). Sin embargo, si se aplica inmediatamente después luz roja lejana (con una longitud de onda cercana a 730 nm), el efecto de la luz roja se cancela y se restablece la posibilidad de florecer [4]. Lo mismo ocurre con las semillas de lechuga, no con las flores. A principios de la década de 1950, Borthwick y otros descubrieron que, al aplicar alternadamente luz roja y roja lejana varias veces, la germinación depende de si la última luz aplicada fue roja o roja lejana [5]. De esto, Hendricks pensó que una molécula que recibe la luz cambia entre dos formas. Es como un interruptor de luz que se "enciende" con rojo y se "apaga" con rojo lejano. Pero en realidad no es un interruptor, sino un cambio de forma molecular. ¿Se pudo extraer realmente esta molécula?
5. Qué es el fitocromo, la molécula de las plantas que detecta la luz roja
La identidad de la molécula que recibe la luz es el fitocromo. Es una proteína pigmentada que recibe energía lumínica, y tiene una forma que absorbe luz roja (Pr) y otra que absorbe luz roja lejana (Pfr). Al recibir luz, cambian entre sí [5]. En 1959, Butler y otros lograron extraer con éxito el fitocromo de plántulas etioladas de maíz (brotes parecidos a los germinados, cultivados sin luz) [5]. Se cree que el hecho de que la luz roja funcione para interrumpir la noche y la luz roja lejana lo cancele, se debe a que esta molécula cambia entre sus dos formas. El fitocromo también regula el crecimiento de la planta, además de promover o suprimir la formación de botones florales. Sentir la luz no es suficiente para que la flor se abra. ¿Dónde y cómo se conecta esa información con la floración?
6. Cómo la señal que se forma en las hojas llega a la punta del tallo
El lugar que siente la luz son las hojas, y el lugar donde se forma la flor es la punta del tallo (ápice). Lo que conecta estos dos lugares alejados es una señal llamada "florigen". Cuando las hojas sienten la duración del día, se produce en las hojas, viaja a través de los tubos cribosos (un tipo de tejido vascular) hasta la punta del tallo y hace que se formen los botones florales [8]. Se cree que la identidad de esta señal es una pequeña proteína llamada FT (FLOWERING LOCUS T), o una de sus variantes [8]. La idea del florigen fue propuesta hace unos 70 años, pero su identidad permaneció desconocida durante mucho tiempo. En 2007, la investigación de Tamaki y otros mostró que una proteína llamada Hd3a, cercana a FT en el arroz, se mueve de las hojas al ápice y promueve la floración. Se cree que es el florigen del arroz [9]. Desde la molécula que mide la longitud de la noche hasta la proteína que hace florecer, las plantas intercambian información entre lugares distantes.
7. Cómo investigar por tu cuenta el origen de los crisantemos que ves en las tiendas
Busca crisantemos en florerías o supermercados y fíjate en si indican su lugar de origen. Si encuentras crisantemos de la prefectura de Aichi, recuerda este artículo y piensa por qué se venden incluso en invierno [7]. Si viajas por la noche en tren o coche y ves lugares iluminados cerca de campos o invernaderos, coméntalo con tus acompañantes adultos. Podría ser cultivo con iluminación eléctrica. No salgas solo por la noche. En la página de flores de la Estación General de Pruebas Agrícolas de Aichi, hay información sobre el cultivo con iluminación eléctrica de crisantemos y su zona de origen [7]. Para palabras que te llamen la atención, puedes buscar "fotoperiodismo" y "fitocromo" en diccionarios como Kotobank [1]. Por seguridad, las salidas nocturnas deben hacerse siempre con un adulto.