Investigadores del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea (IHSM) La Mayora han descubierto que la cutícula, la parte más externa de los vegetales, puede absorber hasta el 90% de la luz solar dañina y transformarla en calor. 

La cutícula tiene también propiedades hídricas, para evitar la pérdida de agua, y mecánicas, frente al agrietado de los frutos, y participa en la protección ante patógenos, ha informado este lunes en un comunicado el IHSM La Mayora, centro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Málaga.

Ahora se ha identificado a la cutícula como primera barrera de protección de las plantas frente a la radiación ultravioleta (UV), en concreto, ante la UV-B (entre 280 y 310 nanómetros), que, aunque representa solo un 2% de la luz solar incidente, es potencialmente nociva para las plantas, ya que puede dañar los tejidos e, incluso, alterar el material genético.

Se trata de un estudio multidisciplinar en el que confluyen la Biología Vegetal, la Espectroscopia Molecular y la Química Cuántica, y sus resultados han sido publicados en la revista científica Nature Communications.

Científicos de La Mayora responsables de la investigación.

"Hasta ahora se suponía que las hojas y frutos se protegían de la radiación UV mediante un amplio abanico de estructuras moleculares, denominados genéricamente compuestos fenólicos, presentes en diversos órganos y compartimentos celulares internos de las plantas", explica el catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la UMA Antonio Heredia, uno de los autores de este trabajo.

Con este estudio se ha demostrado que la protección es ya mayor al 90% en la mayoría de las plantas, gracias a la estructura de la cutícula y que esta defensa se debe, fundamentalmente, a unos compuestos fenólicos, denominados ácidos cinámicos, localizados a bajas concentraciones desde hace millones de años en la membrana cuticular de los vegetales.

Proceso ultrarápido

Asimismo, en esta investigación se ha descrito el mecanismo de fotoprotección, evidenciando que se trata de un proceso de rotación a través de un doble enlace debilitado tras la absorción de la radiación UV, "extraordinariamente rápido" -con una duración de una billonésima de segundo- y, además, cíclico, lo que permite mantener la protección a nivel cuticular de forma continuada. 

"Los ácidos cinámicos presentes en las cutículas tienen una estructura molecular aromática conjugada con un doble enlace que absorbe especialmente radiación de la zona espectral UV-B. La molécula absorbe la energía y gira de forma instantánea", señala la científica del CSIC Eva Domínguez, quien aclara que, finalmente, la radiación absorbida se transforma en calor, es decir, la energía luminosa se disipa en forma de energía térmica volviendo la molécula a su estructura original para reiniciar el proceso. 

La experta afirma que este mecanismo nunca se había comprobado en un sistema biológico y que abre la puerta a nuevos trabajos relacionados con otras posibles propiedades de la cutícula como la conductividad eléctrica inducida por la luz. 

Para la realización de esta investigación se han analizado las cutículas de más de una decena de tipos de plantas de familias muy distintas. Tres años de trabajo, cuya parte experimental se ha desarrollado en los laboratorios del nuevo edificio del IHSM del campus universitario, en los que junto a los científicos del IHSM Antonio Heredia (UMA) y Eva Domínguez (CSIC), también han participado la investigadora Ana González -autora de la tesis doctoral de la que parte este estudio-, la catedrática Pilar Prieto y el investigador Abel de Cózar, de las universidades de Castilla la Mancha y del País Vasco, respectivamente.