En biología vegetal , el tigmotropismo es un movimiento de crecimiento direccional que se produce como una respuesta mecanosensorial a un estímulo táctil . El tigmotropismo se encuentra típicamente en plantas trepadoras y zarcillos, sin embargo, los biólogos vegetales también han encontrado respuestas tigmotrópicas en plantas con flores y hongos . Este comportamiento se produce debido a la inhibición unilateral del crecimiento. [1] Es decir, la tasa de crecimiento en el lado del tallo que se toca es más lenta que en el lado opuesto al toque. El patrón de crecimiento resultante es adherirse y, a veces, enroscarse alrededor del objeto que está tocando la planta. Sin embargo, también se ha observado que las plantas con flores mueven o hacen crecer sus órganos sexuales hacia un polinizador que aterriza en la flor, como en Portulaca grandiflora . [2]
Dado que el crecimiento es un proceso de desarrollo complejo, existen muchos requisitos (tanto bióticos como abióticos) necesarios para que se produzca la percepción táctil y la respuesta tigmotrópica. Uno de ellos es el calcio. En una serie de experimentos realizados en 1995 con el zarcillo Bryonia dioica , se bloquearon los canales de calcio sensibles al tacto utilizando varios antagonistas. Las respuestas al tacto en las plantas de tratamiento que recibieron inhibidores de los canales de calcio disminuyeron en comparación con las plantas de control, lo que indica que el calcio puede ser necesario para el tigmotropismo. Más tarde, en 2001, se propuso una vía de despolarización de la membrana en la que participaba el calcio: cuando se produce un toque, los canales de calcio se abren y el calcio fluye hacia la célula, cambiando el potencial electroquímico a través de la membrana. Esto desencadena la apertura de los canales de cloruro y potasio dependientes del voltaje y conduce a un potencial de acción que señala la percepción del tacto. [3]
También se ha observado que la hormona de crecimiento vegetal auxina está involucrada en el comportamiento tigmotrópico en las plantas, pero su papel no se entiende bien. En lugar de que la distribución asimétrica de la auxina influya en otros tropismos, se ha demostrado que puede ocurrir una respuesta tigmotrópica unidireccional incluso con una distribución simétrica de la auxina. Se ha propuesto que el potencial de acción que surge de un estímulo táctil conduce a un aumento de la auxina en la célula, lo que provoca la producción de una proteína contráctil en el lado del toque que permite a la planta agarrar un objeto. [4] Además, se ha demostrado que cuando la auxina (que normalmente conduce al crecimiento lejos del lado de su localización) y un estímulo táctil (que provoca una respuesta trópica hacia su localización) se aplican en el mismo lado de un hipocótilo de pepino, el tallo se curvará hacia el toque. [5]
También se ha demostrado que el etileno , otra hormona vegetal, es un importante regulador de la respuesta tigmotrópica en las raíces de Arabidopsis thaliana . En circunstancias normales, las altas concentraciones de etileno en las raíces promueven el crecimiento recto. Cuando la raíz encuentra un objeto rígido, se activa la respuesta tigmotrópica y se regula a la baja la producción de etileno, lo que hace que la raíz se doble mientras crece en lugar de crecer recta. [6]
Al igual que el fototropismo, la respuesta tigmotrópica en los tallos requiere luz. El biólogo vegetal Mark Jaffe realizó un sencillo experimento preliminar con plantas de guisantes que le llevó a esta conclusión. [7] Descubrió que cuando cortaba un zarcillo de una planta de guisantes y lo colocaba a la luz, y luego tocaba repetidamente un lado de la misma, el zarcillo comenzaba a curvarse. Sin embargo, al realizar este mismo experimento en la oscuridad, el zarcillo no se curvaba.
Las raíces también dependen del tacto para navegar por el suelo. En general, las raíces tienen una respuesta táctil negativa, lo que significa que cuando sienten un objeto, se alejan de él. Esto les permite atravesar el suelo con una resistencia mínima. Debido a este comportamiento, se dice que las raíces son tigmotrópicas negativas. Las investigaciones sugieren que esta evitación activa de obstáculos por parte de las raíces está impulsada por el transporte de auxinas polares. [8] El tigmotropismo parece poder anular la fuerte respuesta gravitrópica incluso de las raíces primarias. Charles Darwin realizó experimentos en los que descubrió que en una raíz de frijol vertical, un estímulo de contacto podía desviar la raíz de la vertical.
La Mimosa pudica es conocida por su rápido movimiento . Las hojas se cierran y se inclinan cuando se las toca. Sin embargo, esto no es una forma de tropismo , sino un movimiento nástico , un fenómeno similar. Los movimientos násticos son respuestas no direccionales a estímulos (por ejemplo, temperatura, humedad, irradiación de luz) y generalmente se asocian con plantas.