La fotomorfogénesis es el proceso mediante el cual las plantas utilizan la luz no solo para obtener energía, sino para desencadenar cambios en su desarrollo, regulando su crecimiento y estructura. A diferencia de la fotosíntesis, que se centra en la producción de energía, la fotomorfogénesis se ocupa de cómo las señales luminosas afectan la morfología de la planta, dirigiendo patrones de crecimiento e influyendo en procesos como la germinación, la expansión de las hojas y la floración( Reyes,G, Y,. et al 2014)

Figura 1. Bajo el dosel, en condiciones de poca luz, las plantas responden a la luz roja lejana con el alargamiento del tallo y la expansión de las hojas.

Fotomorfogénesis en las plantas

La fotomorfogénesis en las plantas implica las intrincadas formas en que la luz influye en el crecimiento, la forma y el desarrollo de la planta. Las plantas dependen de diversas señales luminosas, como las longitudes de onda roja, azul y roja lejana, para regular procesos como la germinación de las semillas, la expansión de las hojas y la floración. La capacidad de la planta para percibir la luz y responder a ella garantiza su supervivencia y éxito reproductivo.(Pérez C. et al,. 2023).

Por qué las plantas necesitan crecer y cambiar

El crecimiento de las plantas o los cambios morfológicos son esenciales para su supervivencia. Dos razones principales impulsan esta necesidad:

• Supervivencia: las plantas deben crecer y ampliar su alcance para captar la luz vital para la fotosíntesis, lo que permite la producción de azúcares necesarios para su existencia.
• Reproducción: La floración y la fructificación garantizan la supervivencia de las especies vegetales, un proceso estrechamente ligado a la disponibilidad de luz.

Ambas necesidades fundamentales dependen del papel de la luz como factor crítico.

Las células vegetales poseen una molécula única llamada fotorreceptor, que se encarga de recibir la energía luminosa que pone en marcha el crecimiento y los cambios morfológicos. Exploremos los tres tipos principales de fotorreceptores: 

• Fitocromos: Estos fotorreceptores desencadenan las transiciones estacionales de las plantas, influyendo en la germinación de las semillas, el crecimiento, la floración y la fructificación.

• Criptocromos: Responsables de regular el crecimiento, estos fotorreceptores garantizan que las plantas no se extiendan en exceso y mantengan una forma eficiente para sobrevivir.

• Fototropinas:Estos fotorreceptores guían el crecimiento del tallo de la planta hacia las fuentes de luz disponibles. (Cuervo, 2024).

Figura.2 Los fotorreceptores residen en el citoplasma de la célula.

(fotografía de la planta de la izquierda, de Albert Melu; fotografía de la célula de la planta del centro, de Kristian Peters)

De la semilla al brote

Las semillas responden a la luz estacional para germinar: con luz solar intensa y días largos, la alta proporción de luz roja favorece la germinación. Sin embargo, bajo el dosel, donde la luz roja es baja y la luz roja lejana es alta, las semillas detectan condiciones desfavorables y retrasan la germinación para conservar recursos, esperando mejores condiciones para brotar(Pérez C. et al,. 2023).

Figura.3 – De la semilla al brote 

De brote a planta

Cuando un brote se convierte en planta, sigue respondiendo a la luz estacional, pero a diferencia de las semillas, si está en sombra, crece alargando el tallo y expandiendo las hojas para alcanzar la luz. Además, las fototropinas, que detectan luz azul y UV-A, ayudan a que la planta se incline hacia la fuente de luz, favoreciendo su crecimiento dirigido. (Pérez C. et al,. 2023).

 figura 4- Después de que una planta supere el dosel La luz azul y UV-A activará los criptocromos para inhibir el crecimiento.Original Plant Images by Freepik

De la planta a la flor

La floración y fructificación dependen de la duración del día y la luz roja: los días largos con mayor luz roja reducen la relación Pr/Pfr y favorecen la floración en plantas de día largo, mientras que las plantas de día corto florecen con días más cortos y una relación Pr/Pfr más alta, como ocurre con la Poinsettia en invierno.(Pérez C. et al,. 2023).

 FIGURA.5-Foto de ameenfahmy en Unsplash 

De la planta al fruto

El trayecto de la planta al fruto varía entre los distintos árboles y plantas frutales. Por ejemplo, los manzanos son sensibles a la duración del día y a la actividad del fitocromo, que influye en la fructificación.

En cambio, las plantas de día neutro, como el limonero, inician la fructificación en función de factores como la regulación hormonal, la temperatura, las precipitaciones o la humedad del suelo. En climas templados, los limoneros pueden dar fruto todo el año, a pesar de los cambios de luz estacionales.(Pérez C. et al,. 2023).

Figura6.- Ciclo de la piña

Fotomorfogénesis en cultivos de piña 

En la piña, la calidad y cantidad de luz, especialmente la proporción de luz roja y roja lejana, afecta la actividad del fitocromo, un fotorreceptor que controla estas respuestas adaptativas y transforma señales luminosas en respuestas bioquímicas y genéticas que afectan la germinación, el alargamiento del tallo, la expansión foliar y la floración (Cuervo, 2024). En la piña, que utiliza un tipo especial de fotosíntesis llamado metabolismo ácido de las crasuláceas (CAM), la fotomorfogénesis está estrechamente vinculada con la fotosíntesis, ya que esta última proporciona la energía en forma de azúcares necesaria para el crecimiento y desarrollo regulados por la luz (Ming, 2015). Además, en sistemas controlados como invernaderos, la manipulación de la luz mediante tecnologías LED permite optimizar la fotomorfogénesis para mejorar la calidad y la productividad del cultivo. Este conocimiento es fundamental para adaptar el cultivo de piña a condiciones ambientales variables y maximizar su rendimiento.

En la piña, la luz influye en la formación de la inflorescencia, que es el tallo central que lleva las flores que se convertirán en las bayas que componen el fruto. La calidad del fruto también puede estar influenciada por la exposición a la luz durante su desarrollo  (Cuervo, 2024).

ADAPTACIÓN

En cultivos de piña (Ananas comosus), la fotomorfogénesis permite adaptaciones específicas a las condiciones lumínicas que afectan su desarrollo. Por ejemplo, bajo condiciones de sombra, las plantas de piña responden al aumento de luz roja lejana mediante el alargamiento del tallo y expansión foliar para alcanzar la luz, similar a otras especies que exhiben el "síndrome de huida de la sombra" controlado por fitocromos (Martínez-García et al., s.f.)Además, las plántulas de piña muestran una rápida adaptación morfológica y fisiológica al ser trasplantadas a campo, recuperándose del estrés ambiental y ajustando variables como el número de raíces y masa fresca, lo que indica una plasticidad fotomorfogénica que favorece su supervivencia y desarrollo (López et al., 2016). En comparación con otras especies, la piña también puede ser propagada mediante tejidos vegetativos, lo que facilita su manejo y adaptación en diferentes ambientes lumínicos (ChileBio, 2019)Estas respuestas permiten optimizar el crecimiento y la floración, asegurando un buen rendimiento en condiciones variables de luz.