EFECTO DE LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA-B EN PLANTAS

EFECTO DE LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA-B EN PLANTAS

EFFECT OF ULTRAVIOLET-B RADIATIONIN PLANTS

RESUMEN

La luz es uno de los factores más importantes que regulan el crecimiento y desarrollo de las plantas. Sin embargo, el aumento de la radiación ultravioleta-B debido a la acción antropogénica puede tener un impacto negativo en éstas, provocando una disminución de la fotosíntesis y de la producción de biomasa. Esta radiación puede además causar daño en distintas biomoléculas, entre la cuales la más importante es el DNA.

En este sentido, el presente trabajo analiza los estudios recientes sobre la respuesta del crecimiento de plantas expuestas a condiciones de alta radiación ultravioleta y los mecanismos de reparación molecular que en condiciones naturales generan las plantas como estrategia para protegerse de este tipo de radiación.

ABSTRACT

The light is one of the most important factors that regulate growth and development of plants. However, the increase of the ultraviolet-B radiation due to the antropogenic action can have negative impacts on these processes, producing a decreased photosynthesis and biomass production. The ultraviolet radiation can damage different biomolecules in particular the DNA. This work analyse the last results reported on the responses of the growth of plants exposed to high levels of ultraviolet radiation and the repair mechanisms activated to protect plants against this type of radiation.

INTRODUCCIÓN

La radiación solar es uno de los principales factores ambientales que afectan la vida en nuestro planeta. Esta radiación controla el funcionamiento de los ecosistemas terrestres y acuáticos tanto a través del control de procesos fotobiológicos (fotosíntesis, fotoperíodo, fototropismos, etc.) como por medio de su acción sobre otros factores ambientales (temperatura, humedad, etc.) y ciclos naturales (ciclos diarios, anuales, hídricos, etc.) que finalmente inciden en la distribución de los organismos.

La radiación que llega a la Tierra abarca una amplia gama del espectro electromagnético y aproximadamente el 40% de ella es la que conocemos como luz o radiación visible. Esta comprende

longitudes de onda que van de los 400 a los 700 nm, rango que abarca los colores violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo y que por ser usado por los vegetales en el proceso de la fotosíntesis, también se le denomina radiación fotosintéticamente activa o PAR (sigla derivada del inglés: photosynthetic active radiation).

Otro rango de esta radiación electromagnética es el que va de los 280 nm a los 1000 nm, conocido como rango fotobiológico ya que comprende longitudes de ondas más allá de la radiación PAR y que son de importancia en otros procesos fotobiológicos bajo control de fotorreceptores específicos como por ejemplo los fitocromos.

Esta misma radiación solar, la cual ha hecho posible la vida sobre nuestro planeta, puede ser perjudicial en altas intensidades o cuando la proporción de ondas cortas aumenta por sobre determinados límites. Altas intensidades de radiación y cambios en la composición espectral pueden afectar importantes procesos en los organismos, en particular en los vegetales que por no poder moverse sólo les queda adaptarse a tales cambios. Uno de los principales cambios que ha sucedido este último tiempo ha sido el aumento de la radiación UV-B (1). Esto, producto de la destrucción de la capa de ozono por compuestos contaminantes como los clorofluorocarbonos (CFC), óxidos de nitrógeno, cloro, bromo, etc. Estos compuestos tienden a formar compuestos estables con el ozono (O3) con una vida media de 50 a 150 años (2). La radiación UV-B es aquella comprendida entre las longitudes de onda 280 y 320 nm. Los otros componentes de la radiación UV son la radiación UV-C, comprendida entre los 200 y 280 nm, y la UV-A entre los 330 y 400 nm. Esta última radiación es poco absorbida por el O3, por lo que llega en mayor cantidad a la superficie de la Tierra y constituye una importante señal fotomorfogénica en las plantas y es la menos dañina. Por el contrario, la UV-C es la más energética y dañina para el ADN. Sin embargo, por ser la más absorbida por el oxígeno (O2) y el O3 de la estratosfera prácticamente no llega a la superficie terrestre.

La destrucción de la capa de ozono ha sido más intensa en las latitudes altas, en particular en la Antartica, donde las concentraciones de ozono han disminuido entre un 40-50% respecto a los valores obtenidos en 1980 y mínimos cambios en la zona del Ecuador en un 3-6% (35-60°N y 35-60°S), donde la radiación UV es intensa por naturaleza (3). Debido a esto, desde 1980 a la fecha, el flujo de radiación UV-B principalmente dentro del rango de los 290-315 nm ha aumentado en la troposfera en promedio 6-14% (4).

Si bien la radiación ultravioleta-B comprende una pequeña región del espectro electromagnético, su acción sobre plantas y animales es considerable. Esto principalmente debido a que importantes biomoléculas como proteínas y ácidos nucleicos, por presentar electrones n la absorben fuertemente. Numerosos son los efectos atribuibles a esta radiación, la cual ha estado desde siempre presente en el ambiente (5). Así, las plantas desde temprano en su evolución han debido adaptarse a su presencia y desarrollar mecanismos capaces de disminuir sus efectos adversos. Por tal motivo, desde el descu-

brimiento del denominado "agujero" de ozono en la Antartica, el interés por estudiar los principales efectos de la radiación ultravioleta-B sobre los vegetales ha aumentado considerablemente. Estos efectos se pueden clasificar en efectos anatomo-morfológicos, metabólicos y moleculares. En este trabajo se analizan los principales estudios efectuados sobre los efectos de la radiación UV-B en las plantas con especial énfasis en aquellos efectos sobre los procesos metabólicos y moleculares.

LOS EFECTOS DE LA RADIACIÓN UV-B SOBRE LA MORFOLOGÍA Y ANATOMÍA DE LAS PLANTAS

Para que la radiación UV-B sea interceptada y produzca alteraciones en la fisiología de la planta debe penetrar en la hoja y ser absorbida por cromóforos o moléculas susceptibles al efecto dañino de esta radiación. Por lo tanto, los cambios morfológicos y anatómicos que son inducidos por la radiación UV-B pueden llegar a ser determinantes en las respuestas de las distintas especies vegetales sometidas a un aumento de este tipo de radiación. Así, frente a un aumento de la radiación UV-B muchos de los cambios observados, tanto en plantas monocotiledóneas como dicotiledóneas, son principalmente atribuidos a la orientación de las hojas que tiene cada uno de estos grupos de plantas, lo que finalmente influirá en la capacidad de interceptar este tipo de radiación. Las especies monocotiledóneas que presentan hojas delgadas con orientación

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