Los fitocromos son los ojos de una planta. Les permiten detectar cambios en el color, la intensidad y la calidad de la luz para que las plantas puedan reaccionar y adaptarse.

“Controlan todos los aspectos de la vida de una planta”, dice Clark Lagarias, profesor de bioquímica de la Universidad de California, Davis.

Los fitocromos de las plantas terrestres responden a la luz roja: las plantas absorben el rojo y reflejan la luz verde, por eso se ven verdes. La luz roja no penetra mucho en el agua, y algunas algas marinas y costeras carecen de genes de fitocromos.

Pero otras no, así que Lagarias y sus colegas examinaron las propiedades de los fitocromos de una variedad de algas y descubrieron que los fitocromos de las algas, a diferencia de los de las plantas terrestres, son capaces de percibir la luz en todo el espectro visible: azul, verde, amarillo, naranja, rojo y rojo lejano.

Esta amplia cobertura espectral probablemente ayude a las algas a aprovechar toda la luz que puedan en el océano, afirma Lagarias, ya sea ajustando su química de captación de luz a las condiciones cambiantes, o subiendo y bajando en la columna de agua a medida que cambian los niveles de luz en la superficie.

Debido a que los diferentes colores de la luz penetran a diferentes profundidades en el agua, las algas se enfrentan a retos en la captación de luz que no tienen las plantas terrestres. La nueva investigación, publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences, demuestra que las algas pueden estar a la altura de las circunstancias.

“De ida y vuelta”

Los propios fitocromos tienen una larga historia evolutiva y probablemente surgieron de la interacción entre el oxígeno y las bilinas, moléculas pigmentarias estrechamente vinculadas a la clorofila y al pigmento hemo de la hemoglobina que transporta el oxígeno, afirma Lagarias.

La forma ancestral parece ser sensible a la luz roja, similar a los fitocromos de las plantas terrestres modernas. Pero entre el origen y la actualidad, los fitocromos pasaron por una etapa de enorme diversidad en la que podían detectar una gama mucho más amplia de longitudes de onda.

“Es una molécula que ha estado ahí y ha vuelto”, dice Lagarias.

Los descubrimientos ayudan a los investigadores a entender mejor el papel de la luz y la respuesta a la luz en la configuración de la ecología, así como un modelo de cómo las células vivas reaccionan a la luz. También podrían ayudar a la cría de cultivos acuáticos que podrían aprovechar las diferentes condiciones de luz.

Los coautores del trabajo son de la UC Davis, la Universidad de Rutgers, el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey y el Instituto Canadiense de Investigación Avanzada. Los Institutos Nacionales de la Salud, la Fundación Nacional de la Ciencia, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, el Departamento de Defensa, la Fundación Packard y la Fundación Gordon y Betty Moore proporcionaron financiación.