Cada uno de nosotros pasa por un ciclo diario. Despertamos, pasar el día comiendo, trabajando y jugando, y luego dormimos. Jugando con este ciclo al no dormir haciendo trabajo por turnos, viajar a una zona horaria diferente o vivir donde hay 24 horas de luz u oscuridad puede realmente interferir con nuestro bienestar y nuestra salud a largo plazo.

La mayoría de las plantas tienen ciclos similares. Durante el día, pequeñas granjas solares en las hojas de una planta 'se despiertan' y convierten la luz solar y el dióxido de carbono en azúcar a través de la fotosíntesis, luego, por la noche, este sistema se apaga. Muchos otros procesos de la planta siguen un ciclo similar, con algunos mas activos en el dia, y algunos más activos por la noche.

Una nueva investigación arroja luz sobre el impacto de estos ciclos en los procesos de envejecimiento de las plantas, y viceversa.

El ciclo día-noche está regulado por lo que se conoce como relojes circadianos. El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2017 fue otorgado al Dr. Jeffrey Hall y al Dr. Michael Rosbash de la Universidad Brandeis en Waltham. Massachusetts, junto al Dr. Michael Young, en la Universidad Rockefeller en la ciudad de Nueva York, por su trabajo para descubrir el mecanismo detrás de los relojes circadianos en las moscas de la fruta.

Entonces, ¿qué son los relojes circadianos?

Los relojes circadianos son ciclos de 24 horas responsables de controlar funciones biológicas básicas en los seres vivos como el metabolismo, presión arterial, sueño y niveles hormonales.

El investigador de señalización de plantas, el Dr. Mike Haydon, de la Escuela de Biociencias de la Universidad de Melbourne, dice desde los descubrimientos de los Dres. Hall, Rosbash y Young, Ha habido mucha investigación sobre los impactos en la salud de las interrupciones en nuestros relojes circadianos a medida que envejecemos.

"Sabemos que el reloj cambia a medida que envejecemos, y se ha relacionado con enfermedades metabólicas como la diabetes y la obesidad. Sin embargo, no sabemos mucho sobre cómo el reloj afecta el envejecimiento de las plantas, "Dice el Dr. Haydon.

En plantas La investigación ha demostrado que las señales ambientales como la temperatura y la luz solar regulan los ciclos circadianos. Sin embargo, poner una planta en un armario oscuro, y muchos de estos procesos día-noche continúan. ¿Pero cómo? Investigadores como el Dr. Haydon están fascinados con este misterio.

"Los primeros experimentos informados que demuestran los ritmos circadianos en completa oscuridad se realizaron en plantas en el siglo XVIII, " él dice.

"Estos ritmos biológicos han evolucionado varias veces, en plantas, animales y otros organismos, por lo que son claramente importantes ".

Azúcar vieja simple, o sacarosa, juega un papel.

"Inhumanos, sabemos que nuestro ritmo circadiano puede verse afectado cuando comemos, y en las plantas es lo mismo, "dice el Dr. Haydon.

“Hace unos años, mis colegas y yo mostramos que la sacarosa (que se produce mediante la fotosíntesis) es necesaria para mantener los ritmos circadianos en la oscuridad.

"Luego descubrimos que con luz continua, el azúcar puede acortar el ritmo circadiano, y este tipo de circuitos de retroalimentación ayudan a las plantas a mantener el ciclo ideal.

"Pero realmente no entendimos el mecanismo detrás de esto".

Ingrese etileno

Etileno, conocida como la 'hormona del envejecimiento', es comúnmente producido por plantas y es mejor conocido por promover la maduración de la fruta, pero también tiene un papel importante en el crecimiento y las respuestas a patógenos u otras tensiones.

Las plantas liberan etileno como gas, es por eso que poner un plátano amarillo al lado de un aguacate puede ayudar a que madure más rápido.

"El gas etileno es una forma de que las plantas se comuniquen entre sí, asegurando, por ejemplo, todos los frutos maduran al mismo tiempo, "dice el Dr. Haydon.

Mientras explora los genes y proteínas que regulan el reloj circadiano en Arabidopsis (una pequeña planta con flores relacionada con el repollo y la mostaza), una colaboración de investigación dirigida por el Dr. Haydon y el profesor Alex Webb en las Universidades de Melbourne, Cambridge y York descubrieron que el etileno es una de las claves para mantener el ritmo circadiano de la planta.

El trabajo fue financiado por el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas del Reino Unido y se publica en la revista Plant Physiology.

"Sabíamos que la producción de etileno sigue el ciclo día-noche, pero no sabíamos que también se retroalimenta para ayudar a regular este ciclo, "dice el Dr. Haydon.

"Existe una red bien definida de proteínas receptoras y factores de transcripción que median la señalización del etileno en las plantas. Esta vía de señalización del etileno promueve los ritmos circadianos al actuar sobre los genes reguladores del reloj, GIGANTEA, que también está regulado por el azúcar.

"Descubrimos que el etileno reducía el período circadiano, pero este efecto fue bloqueado por el azúcar ".

Los otros relojes

Los relojes circadianos regulan los ciclos de 24 horas de las plantas, pero el Dr. Haydon dice que hay otros 'relojes' que responden a escalas de tiempo más largas, como ciclos estacionales, y estos procesos de envejecimiento a largo plazo, que están fuertemente influenciados por el etileno, podría verse afectado por interrupciones en los relojes circadianos.

"Al manipularlos, podríamos ajustar las tasas de desarrollo para optimizar el rendimiento de los cultivos o la vida útil, " él dice.

"Plátanos, por ejemplo, se cortan en verde para reducir los daños durante el transporte y luego se envían a todo el mundo. Una vez que llegan a su destino, a menudo se les rocía con etileno para que maduren.

"Investigaciones anteriores han demostrado que las verduras y las frutas dependen de sus ritmos circadianos incluso después de la cosecha, "dice el Dr. Haydon.

Entonces esto plantea la pregunta, ¿Debemos guardar nuestras frutas y verduras en el refrigerador? ¿O deberíamos permitirles mantener sus ciclos naturales de día y noche en el banco de la cocina?

El consejo del Dr. Haydon es dejar las frutas y verduras fuera del refrigerador.

"Incluso después de que se cortan, sus verduras todavía son células vegetales vivas. Es mejor mantenerlos lo más frescos y lo más cerca posible de su entorno natural ".