Funciones, actividad y manejo de auxinas sobre las plantas

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En agricultura, no solo existen fertilizantes para la nutrición de las plantas. Hay también un compendio de productos considerados como bioestimulantes que permiten optimizar y potenciar el desarrollo de cualquier tipo de cultivo, o intervenir en la propagación de semillas, esquejes, etc.

Hablamos de fitohormonas (auxinas, giberelinas, citoquininas y un largo etcétera), aminoácidos, algas marinas, precursores nutricionales, etc. En concreto, hoy queremos analizar qué son exactamente las auxinas y qué papel fundamental ejercen sobre los cultivos.

¿Qué son las auxinas?

Las auxinas son consideradas uno de los grupos más importantes de fitohormonas vegetales que actúan regulando el crecimiento de las plantas. Una de sus principales funciones es permitir el alargamiento celular y regular la permeabilidad de la membrana celular.

Aunque existen muchísimos productos a base de diferentes tipos de auxinas, las plantas son capaces de producir esta fitohormona de forma natural, aunque en cantidades mucho más pequeñas de lo que nosotros podamos aplicar.

Éstas se sintetizan en los meristemas del ápice de los tallos, básicamente la zona donde aparecen nuevas hojas y tallos y que vemos en una planta como una especie de prominencia o bulto pequeño. Como tienen gran movilidad dentro de la planta, se desplazan rapidamente a otras zonas de la planta donde se demande, como flores, raíces o frutos en desarrollo. Sin embargo, se ha averiguado que su capacidad para moverse en dirección descendente (movimiento basípeto) es mucho mayor que al contrario (movimiento acrópeto), por lo que el principal destino de estas auxinas auto producidas por la planta son las raíces.

¿Quién produce auxinas?

Ácido indolacético
Molécula de ácido indolacético (AIA)

Pues no solo hablamos de especies vegetales superiores las que son capaces de producir auxinas. Muchos hongos, bacterias y algas tienen un volumen de producción incluso superior a las plantas. De hecho, la principal fuente de suministro de auxinas naturales proceden de algas como Ascophyllum nodosum o Ecklonia Maxima, entre otras. Este tipo de algas pueden producir hasta 10 ppm (mg/L) o más de distintos tipos de auxinas, siendo la más famosa el ácido indolacético.

Cuando se produce una gran división celular en brotes, yemas y hojas, algo que ocurre en al inicio de primavera, cuando aumentan las temperaturas, hay una gran producción y síntesis de auxinas, especialmente de ácido indolacético, implicado en todos los procesos de división celular.

Si las auxinas son la hormona más famosa es básicamente porque muchas veces es utilizada como comodín para impulsar a otras o sus efectos están mucho más estudiados que las de otras, como citoquininas, giberelinas, brasinoesteroides, florotaninas e incluso poliaminas, que si bien éstas últimas no son consideradas hormonas, juegan un papel fundamental como bioestimulantes.

Tipos de auxinas

A la hora de clasificar la naturaleza de las auxinas, hay que distinguir entre las de procedencia natural y las sintetizadas en laboratorio. La principal y más conocida, ácido indolacético, tiene procedencia natural y la podemos encontrar en bacterias, hongos, algas marinas y microalgas.

Naturales

  • Ácido indolacético (AIA)
  • Ácido indolbutírico (AIB)
  • Ácido feniacético
  • Ácido 4 cloroindolacético
  • Ácido indol propiónico (AIP)

La mayoría de las auxinas naturales provienen del aminoácido triptófano y el zinc, siendo ambos precursores de la producción de esta hormona.

Sintéticas

  • Ácido naftalenacético (ANA)
  • Ácido indolbutírico (AIB)
  • Ácido 2, 4 diclorofenoxiacético (2,4-D)
  • Ácido naftoxiacético (NOA)
  • Ácido 2,4 diclorofenoxibutilico (2,4-DB)
  • Ácido 2,4,5 triclorofenoxiacético (2,4,5,-T)

NOTA: se ha puesto el ácido indolbutírico en ambas fuentes porque aunque se puede obtener de forma sintética, se ha localizado esta hormona sintetizada en cantidades pequeñas sobre organismos vivos.

Producción de raíces nuevas y hormonas

¿Por qué no todos los productos a base de fitohormonas son iguales?

Actualmente, en el mercado de insumos y productos agrícolas, encontramos un gran abanico de distintos productos fitohormonales. En los de origen sintético (con una clasificación especial), se garantiza la composición y concentración de todas las fitohormonas que declara, pero en el mercado de bioestimulantes o productos para nutrición, no es tan así.

La mayoría de las fitohormonas, especialmente las auxinas (debido a que se tiene mucha más información de ellas que del resto), son altamente sensibles a la degradación por cambios de temperatura, pH del medio y un largo etcétera. Esto quiere decir que desde que se obtienen hasta que se utilizan aplicadas sobre las plantas, se puede haber producido una gran oxidación y se haya perdido todo su potencial fisiológico.

Por ello, cada vez más fabricantes aseguran un proceso exclusivo de obtención, basado en no utilizar productos químicos de pH extremos para su formulación (esto degradaría enormemente la actividad de la auxina), no alterar su temperatura fisiológica y obtenerla mediante procesos de diferenciales de presión que producen el estallido celular y liberan toda su composición.

Además, hay que distinguir entre auxina libre y auxina conjugada. La auxina libre es la que más potencial fisiológico tiene sobre la planta, ya que ofrece mucha movilidad en su interior y se encuentra totalmente activa y funcional. La auxina conjugada es la que se une a distintas moléculas como azúcares, aminoácidos y otras sustancias sencillas que pueden hacer que pierda su potencial fisiológico. Es decir, está conjugada.

Ante un exceso de hormonas, cuando aplicamos un producto a base de ellas a una gran concentración, la planta tiene medios para evitar ese estrés de concentración aportando azúcares y conjugando las auxinas para «desactivarlas». Esta conjugación puede ser reversible o irreversible, y depende básicamente de la naturaleza de la sustancia que conjuga.

Función de la auxina en la planta

Las auxinas participan casi en todos los procesos de desarrollo de las plantas, de ahí que sea una de las hormonas más estudiadas y ensayadas, actualmente. Son capaces de actuar intervenir en los procesos de división, diferenciación y elongación celular.

Los nuevos estudios intentan determinar por qué esta hormona se acumula en mayor o menor cantidad dependiendo del grupo de células o tejido donde se encuentre, de ahí los efectos tan diferenciados que produce según concentración y procedencia.

Efectos fisiológicos sobre la planta:

  • Inducen la elongación celular por medio del aumento de la plasticidad de la pared celular.
  • Favorecen la división celular, especialmente en presencia de citoquininas.
  • A una determinada dosis, promueven la síntesis de nuevas raíces laterales y superficiales.
  • Favorece la dominancia apical.
  • Retrasan la caída de hojas, flores y frutos.
  • Estimular el flujo de azúcares y fotosintatos a los frutos.
  • Alargar el tubo polínico y mejorar el cuajado de frutos.
  • Favorecer el engorde de frutos en las primeras etapas de desarrollo.
  • Las auxinas sintéticas, a dosis altas, actúan como herbicida.

Todos los efectos que se pueden ver en la planta están relacionadas con la aparición de otras hormonas, como citoquininas o giberelinas. Se sabe que en presencia de auxinas, el resto de hormonas ofrecen mayor actividad, por lo que la auxina actúa como comodín.

A su vez, existe una gran sinergia auxina-citoquinina, donde dependiendo de su concentración, puede producir un estímulo u otro.

Relación auxinas y citoquininas

  • El equilibrio de concentración entre auxina y citoquinina no causa ningún impacto visual sobre la planta.
  • Un aumento de citoquininas frente a auxinas origina una aumento del volumen vegetal de la parte aérea.
  • Un aumento de auxinas frente a citoquininas origina un aumento del volumen radicular (más producción de raíces).

El efecto de varios productos basados en algas marinas establece el siguiente proceso de autoregulación hormonal de la planta, creando un efecto positivo:

  1. Un aumento en el aporte de auxinas favorece la producción de nuevas raíces superficiales, ya que las auxinas se desplazan en mayor volumen hacia la parte inferior de la planta (movimiento basípeto).
  2. Al aumentar el volumen de raíces, a los 5-7 días se produce un aumento en la síntesis natural de citoquininas en las raíces nuevas, cuyo movimiento preferente es hacia la parte aérea de la planta (movimiento acrópeto).
  3. Al aumentar el volumen de citoquininas en la parte aérea, se produce un incremento en el volumen de hojas, tallos, frutos, y su engorde.

Desarrollo de brotes y hojas nuevas

Las células meristemáticas son las encargadas de producir nuevas partes de la planta, como tallos, brotes y hojas nuevas. Este callo pequeño que vemos en la parte más alta de una planta hortícola (ápice) o en las axilas de las hojas. En esa zona se acumula una concentración más alta de este tipo de auxinas, que son las que favorecen tanto la producción de nuevas células como su engorde.

Estas células meristémáticas son capaces de absorber grandes cantidades de agua, y es lo que hace que se produzca un rápido desarrollo del tejido vegetal. Sin embargo:

¿Por qué éstas células son capaces de absorber más agua que otras células? 

Las auxinas, especialmente el ácido indolacético, tiene actividad directa sobre la membrana celular, pudiendo intervenir en su capacidad para permitir la entrada (o salida) de líquidos y solutos. Esto lo hace mediante el mecanismo conocido como crecimiento en medio ácido.

Y es que esta hormona tiene la capacidad de reducir el pH de la membrana plasmática para aumentar su plasticidad, de forma que permite una mayor absorción de agua y llenar rápidamente la vacuola de agua.

A su vez, esto hace que se activen más bombas H-ATPasas, que básicamente son los motores de producción energética (ATP) y favorecen le transporte de elementos (calcio, magnesio, potasio, etc.) a otras partes de la planta.

Por tanto, las auxinas permiten aumentar la producción de nuevas partes de la planta como hojas nuevas, brotes laterales, flores, frutos, etc.

Actividad del ácido indolacético procedente de Ecklonia Maxima (un tipo de algas que habita en la aguas de las costas sudafricanas) en la producción de raíces.

La dosis hace el veneno

Efecto diferentes concentraciones de auxinas
Efecto de activación e inhibición según concentración del ácido indolacético (ppm o mg/L).

Las auxinas son capaces de actuar de forma diferente y totalmente contraria según la dosis utilizada. Aunque en el punto anterior hemos puesto que una función muy interesante del ácido indolacético es promover la síntesis de nuevas raíces, esto se realiza a una concentración muy reducida de auxina. Hablamos de como máximo 10-8M hasta 10-12 M, lo que viene siendo una cantidad máxima de 0,00175 ppm (mg/L).

Cantidades más altas, por ejemplo superiores a 1 ppm de ácido indolacético (AIA), suponen la reducción de la producción de raíces y tienen efectos negativos sobre la planta.

Al contrario, para estimular la producción de nuevos tallos, hojas y flores, la concentración de esta auxina debe ser sensiblemente mayor, del orden de 10-6 y 10-5 M (0,175 a 1,75 ppm de AIA), según los últimos estudios científicos realizados.

Si bien, éstas dosis dependen, además de la concentración en auxina del producto, de la libertad que tengan (activas o conjugadas), así como del proceso de obtención y su degradación según la conservación que haya tenido el producto.

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