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Plant Signaling & Behavior publica el trabajo de Miguel y Llinás donde presentan una nueva definición del concepto de sistema nervioso que evita la exclusión a priori del reino vegetal

La definición de ‘sistema nervioso’ recogida en los diccionarios o libros de texto actuales determina que se trata de un sistema biológico que poseen únicamente los animales. En este contexto, Plant Signaling & Behavior acaba de publicar un estudio de Sergio Miguel Tomé, investigador de la Universidad de Salamanca, y Rodolfo Llinás, reputado catedrático de la Escuela de Medicina de la Universidad de Nueva York, en el que, motivados por el debate científico sobre la existencia de un sistema nervioso en organismos del reino vegetal, realizan una detallada revisión sobre los mecanismos para la generación, transmisión y procesamiento de señales eléctricas empleados por las plantas junto a un profundo análisis del concepto actual de sistema nervioso.

Entre las propuestas que ofrece el trabajo, titulado “Broadening the definition of a nervous system to better understand the evolution of plants and animals” y en el que los científicos recogen sustanciales conclusiones, los autores sugieren una nueva definición de sistema nervioso que emplee un criterio fisiológico -en vez de filogenético- que ofrecería importantes ventajas para la biología evolutiva.

En este sentido, los investigadores no consideran que se pueda afirmar que las plantas tengan un sistema nervioso como el de los animales, ya que habría importantes diferencias si se comparan únicamente las características morfológicas de las células que envían las señales eléctricas en ambos. No obstante, también concluyen que “la definición actual de sistema nervioso basada en un criterio filogenético tiene importantes limitaciones al estudiar procesos evolutivos en los sistemas de señales de los seres vivos”, explica Sergio Miguel Tomé a Comunicación USAL.

En palabras del doctor Miguel, el uso de un criterio filogenético para definir el sistema nervioso es “una anomalía” ya que para otros sistemas biológicos se usan criterios fisiológicos. Para el joven científico de la USAL lo importante para la definición debería ser “la función que lleva a cabo el sistema”, como sucede, por ejemplo, en el sistema respiratorio o el reproductivo. Se puede discutir sobre “los sistemas respiratorios de especies muy alejadas filogenéticamente y cuyos sistemas respiratorios tienen enormes diferencias sin problema”, remarca, pero con el sistema nervioso “no es posible hacerlo porque la definición es filogenética, es decir, por definición solo los animales tienen sistema nervioso”.

Sergio Miguel Tomé, investigador de la Universidad de Salamanca, y Rodolfo Llinás, reputado catedrático de la Escuela de Medicina de la Universidad de Nueva York Sergio Miguel Tomé, investigador de la Universidad de Salamanca, y Rodolfo Llinás, reputado catedrático de la Escuela de Medicina de la Universidad de Nueva York

Redefinición del sistema nervioso, razones y argumentos científicos

Los autores del estudio plantean una solución alternativa a la disputa: redefinir el concepto de sistema nervioso. Así, la nueva definición que proponen amplía el número potencial de sistemas que se podrían clasificar como tal ya que se usaría como criterio la función que lleva a cabo y cómo la lleva a cabo el sistema biológico del organismo, sin importar el reino filogenético al que pertenezca.

Al respecto, Rodolfo Llinás comenta que formular una definición que amplíe los elementos que pertenecen a una clase es “un tema muy delicado, ya que se corre el riesgo de hacer una definición tan general que todos la cumplan y pase a no servir para nada”. No obstante, el reconocido y laureado científico colombiano aduce que “existen suficientes argumentos de peso para tomar el camino que hemos escogido en nuestro trabajo y habría sido un error no tomarlo por la posibilidad de fallar en nuestro objetivo”. 

Sobre las conclusiones del trabajo, el destacado científico Francisco J. Rubia, miembro de la Real Academia Nacional de Medicina de España, catedrático de Fisiología de la Universidad Complutense de Madrid y consejero Científico de la Universidad de Munich, comenta haberlas leído con gran interés y resalta sobre todo que “se trata de un tema casi inédito sobre la excitabilidad de las plantas que lleva a una redefinición de lo que hasta ahora hemos considerado el sistema nervioso como un conjunto de células y conexiones entre ellas”. Además, al científico español -reconocido por sus estudios en el ámbito de la Fisiología del Sistema Nervioso- le resulta “especialmente interesante” el concepto desarrollado en el trabajo sobre el ‘sistema nervioso desconectado’, que, aplicado a las plantas, significa que “el organismo en cuestión no tiene que emplear energía para proteger toda la estructura y, además, minimiza los efectos de cualquier lesión”, apunta.

Por otra parte, Paco Calvo Garzón, catedrático de Lógica y Filosofía de la Ciencia y director del ‘Minimal Intelligence Lab’ de la Universidad de Murcia -desde el que trabaja en las ciencias cognitivas y estudia cuestiones como la psicología ecológica, la realidad aumentada o el ‘cerebro’ de las plantas- considera que la publicación de este estudio supone “un soplo de aire fresco para nuestra comunidad científica”. Además, recuerda que “desde que se fundara la Sociedad de Neurobiología Vegetal, hace ya casi dos décadas, buena parte de las discusiones han ido encaminadas a esclarecer la cuestión del modo en que las plantas procesan información por analogía al modelo animal”.

Sin embargo, el filósofo señala que las discusiones sobre el asunto tanto en el seno de la sociedad, así como en respuesta a críticas más o menos virulentas provenientes de la ortodoxia dominante, sólo han servido para “oscurecer más la cuestión y polarizar el debate entre defensores y detractores de la aplicación de terminología neurobiológica a la hora de dar cuenta de la conducta vegetal”.

Debate originado a principios del siglo XX

El debate sobre si las plantas tienen sistema nervioso se remonta a los años veinte del pasado siglo, cuando Jagdish Chandra Bose descubrió la existencia de señales de naturaleza eléctrica causadas por diferentes estímulos en las plantas y esas investigaciones le llevaron a plantear que estas tenían un sistema nervioso como el de los animales.

Las grandes limitaciones tecnológicas de la época impedían verificar sus experimentos y motivaron que el investigador no fuera tomado en serio por parte de sus colegas. Hoy día, gracias al avance de las tecnologías para estudiar las señales eléctricas, los resultados de Bose se han ido confirmando y ha sido posible realizar muchos otros descubrimientos sobre el uso de señales eléctricas y los mecanismos empleados por las plantas.

Neurobiología de plantas, ¿nuevo campo de estudio?

Aunque aún se desconoce mucho sobre los mecanismos de las señales eléctricas empleados por las plantas y su papel para responder y generar comportamientos, los numerosos resultados y descubrimientos obtenidos en este ámbito por múltiples investigadores han llevado a que un conjunto de científicos proponga un nuevo campo de estudio sobre la neurobiología de plantas.

Esa propuesta ha abierto un debate en la comunidad científica entre los que están de acuerdo con ella y quienes la rechazan, ya que implicaría aceptar que las plantas tienen un sistema nervioso. Según la nueva definición desarrollada por los investigadores de la Universidad de Salamanca y de la Universidad de Nueva York, las plantas poseerían un sistema nervioso que ha evolucionado mayormente para transmitir señales, mientras que el de los animales, además, lo ha hecho, y de manera significativa, para procesar información también.

La nueva definición, además de resolver el debate, permitiría evitar las limitaciones del actual dogma y plantear hipótesis y discusiones sobre la historia evolutiva del sistema nervioso imposibles ahora. Para el catedrático de la Complutense es “interesante la consideración del trabajo de Miguel Tomé y Llinás que incide en que, la definición filogenética de un sistema biológico impide tener en cuenta la posibilidad de que ese sistema haya podido surgir en organismos excluidos por la definición, como sería el caso del sistema nervioso y las plantas”. Asimismo, se muestra convencido de que el estudio “dará lugar a otros que amplíen nuestro conocimiento sobre este fascinante tema”, resalta Francisco Rubia.

Plantas esperando a ser trasplantadas

Por su parte, Calvo Garzón destaca el “énfasis del artículo sobre la necesidad de redefinir ‘sistema nervioso’ en términos fisiológicos y no filogenéticos, alejándose de discusiones estériles y evitando callejones semánticos o terminológicos sin salida”. Así, subraya el catedrático de la UMU, “la apertura de miras con la que este trabajo se enfrenta al debate proporciona un marco teórico que puede contribuir notablemente a desenquistar el ‘conflicto’”; además de considerar el trabajo como “un buen ejemplo del modo en que la revisión crítica constructiva puede servir para tender puentes y elaborar hipótesis teóricas y, en última instancia, hipótesis empíricas que puedan contrastarse en el laboratorio”, concluye.

Referencia del artículo: “Broadening the definition of a nervous system to better understand the evolution of plants and animals” ha sido publicado con acceso abierto en la revista Plant Signaling & Behavior para que pueda ser consultado por todo el que lo desee https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15592324.2021.1927562

Autor

Universidad de Salamanca

La Universidad de Salamanca es una universidad pública española emplazada en la ciudad de Salamanca. Es la universidad más antigua de España y del mundo hispánico y la tercera más antigua de Europa.