Un estudio internacional publicado en la revista PNAS describe por primera vez cómo ciertas plantas del desierto de Atacama son capaces de expulsar el exceso de sal mediante un sistema de glándulas especializadas que actúan como microcámaras de presión, lo que les permite sobrevivir en suelos con niveles de sal que matarían a la mayoría de los cultivos convencionales.

Microcámaras de presión para bombear sal al exterior

El estudio explica que estas plantas desérticas utilizan unas diminutas glándulas salinas que funcionan como auténticas microcámaras de presión. En estas estructuras se crea un espacio cerrado donde se acumula líquido, lo que genera presión interna suficiente para bombear las sales hacia el exterior.

El proceso se completa a través de la cutícula, la fina película que recubre las hojas, donde se abren nanoporos por los que se expulsa la sal disuelta. La regulación del tamaño de estos poros es crítica: si se abren demasiado, la planta pierde agua y se deseca; si permanecen demasiado cerrados, la sal se acumula en el interior hasta resultar letal. Según el estudio, este equilibrio fino es una de las claves de la tolerancia extrema a la sal observada en estas especies.

Nolana mollis, laboratorio natural en el desierto de Atacama

El trabajo se centra en Nolana mollis, una planta arbustiva de la familia de las solanáceas (la misma de tomates, patatas o berenjenas) que crece en el Parque Nacional Pan de Azúcar, en pleno desierto de Atacama, al norte de Chile. Sus hojas carnosas aparecen recubiertas por una capa de sal visible a simple vista, mientras que otras especies vecinas se mantienen secas.

Esa película salina es el resultado de un sistema de eliminación muy sofisticado que permite a la planta mantener estable su equilibrio interno de agua y sales, incluso cuando el suelo presenta concentraciones salinas incompatibles con la mayoría de los cultivos. Las glándulas salinas de Nolana mollis se alojan en pequeñas depresiones de la epidermis foliar y en su interior se sitúa una cámara subcuticular que se infla como un globo cuando la planta bombea agua y sal hacia ella.

Esta cámara genera la presión necesaria para forzar la salida de la solución salina al exterior a través de grietas controladas en la cutícula, que actúan como válvulas de escape. El estudio presenta a Nolana mollis como un modelo natural para entender cómo las glándulas salinas Nolana mollis Atacama permiten compatibilizar la eliminación continua de sal con la conservación de agua en condiciones extremas.

El delicado tamaño de los nanoporos

Uno de los resultados más llamativos del trabajo es que la cutícula de estas glándulas debe fracturarse para que el sistema funcione, pero de una forma muy precisa. Si las grietas que se forman son demasiado pequeñas, la sal queda atrapada en la cámara; si son demasiado grandes, se dispara la pérdida de agua y la planta no puede mantener su hidratación.

El modelo teórico desarrollado por el equipo indica que el tamaño óptimo de estas grietas se sitúa entre 10 y 400 nanómetros, aproximadamente unas mil veces más finas que un cabello humano. Para comprobar esta predicción, la investigación recurrió a microscopía electrónica criogénica y observó grietas reales en plantas activas, con anchuras de entre 30 y 200 nanómetros, dentro del rango previsto por el modelo.

El ajuste fino del tamaño de los nanoporos depende de las propiedades mecánicas de la cutícula, que debe ser lo bastante flexible como para abrirse cuando aumenta la presión interna, pero lo bastante resistente como para evitar que la fractura se propague de forma descontrolada. Este control mecánico, según el estudio, es tan importante como los procesos fisiológicos implicados en el transporte de sal.

Una solución física y energética a la vez

La investigación subraya que la cámara subcuticular no solo resuelve un problema mecánico, sino también energético. Sin esta cámara intermedia, la diferencia de concentración salina entre las células internas de la planta y la salmuera que se forma sobre la superficie de la hoja sería tan grande que los transportadores de iones, responsables del bombeo activo de sal, no tendrían energía suficiente para seguir funcionando y se bloquearían.

Al diluir la sal en la cámara antes de expulsarla, la planta reduce el gradiente de concentración y mantiene operativo el sistema de transporte iónico. De este modo, la tolerancia a la sal no depende únicamente de genes y proteínas, sino también de soluciones físicas y estructurales que permiten sostener el proceso a largo plazo. El trabajo plantea que imitar este diseño, basado en membranas con transporte activo combinado con control de presión, podría inspirar tecnologías de desalinización más eficientes.

Aplicaciones para suelos salinizados y tecnologías de desalinización

La salinización de los suelos se considera uno de los grandes retos para la agricultura, al afectar a más de 800 M ha en todo el mundo y reducir de forma drástica la productividad de los cultivos. Según el estudio, comprender cómo funcionan las glándulas salinas Nolana mollis Atacama y el papel de sus cámaras de presión puede abrir nuevas vías para desarrollar cultivos más resistentes a la sal o sistemas biomiméticos que aprovechen principios físicos además de biológicos.

El trabajo se presenta como un avance hacia una agricultura más regenerativa en un contexto de cambio climático y creciente escasez de agua dulce, al mostrar que las adaptaciones de plantas de ambientes extremos pueden trasladarse a soluciones para recuperar suelos agrícolas salinizados o diseñar sistemas de desalinización más eficientes.

El estudio, publicado en la revista PNAS, ha sido realizado por un equipo internacional y ha sido liderado por la Universidad de Harvard con la colaboración del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea “La Mayora”, centro mixto del CSIC y la Universidad de Málaga, que han utilizado Nolana mollis como modelo para desentrañar este mecanismo de eliminación de sal.