Aprendizaje asociativo en plantas, hipótesis y retos

Diversas investigaciones sugieren que las plantas manifiestan mecanismos de aprendizaje asociativo, como sucede en el reino animal.

El surgimiento de la neurobiología vegetal en diversos espacios académicos de todo el mundo, ha dado lugar a un considerable número de estudios con el objeto de demostrar que las plantas son poseedoras de conciencia, inteligencia o que incluso son capaces de desarrollar sentimientos (Pollan, 2013). Por tal motivo, algunos de sus impulsores se han dado a la tarea de investigar la hipotética existencia de facultades cognitivas complejas, como el aprendizaje, en concreto el aprendizaje asociativo, en algunas plantas y especies vegetales. Considerando que el estudio de esta dimensión a nivel cognitivo es un proceso complejo, aún en el análisis de seres humanos y otros animales; los estudiosos de la neurobiología vegetal se han enfocado en explorar el aprendizaje en plantas a nivel conductual; tanto de tipo asociativo como no asociativo (Gagliano et.al. 2013; Gagliano et.al 2016).

Adoptando este enfoque, han inferido relaciones anatómicas análogas a la biología animal, basándose en cambios observables en los sujetos de estudio.

Por su parte, la capacidad de aprendizaje asociativo, que estas investigaciones atribuyen a las plantas, se encuentra ligada, sobre todo, a la facultad de algunas especies de modificar sus respuestas para satisfacer necesidades homeostáticas internas como el hambre y la sed. Dicho comportamiento se presentaría debido a elecciones basadas en el aprendizaje previo de asociaciones entre la ocurrencia de ciertos eventos externos (Gagliano, et.al 2016). Las implicaciones de dichas conclusiones y hallazgos hacen necesario un análisis profundo y pormenorizado del fenómeno.

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¿Qué es el aprendizaje asociativo?

La asociación en un mecanismo muy importante para la modificación adaptativa de la conducta y la adquisición de conocimiento, así como un principio organizador de la memoria. Existen dos formas principales de aprendizaje asociativo: conductual y cognitivo (Aguado, 2001).

En términos generales, el aprendizaje asociativo conductual es un proceso de aprendizaje en el que un cambio de comportamiento se presenta debido a la experiencia repetida de dos eventos que aparecen relacionados en el tiempo. Existen dos principales variedades de este tipo de aprendizaje:

  • Condicionamiento pavloviano, en el que un sujeto asocia dos estímulos ambientales cuando estos son expuestos repetidamente de manera sincrónica. Permite a los animales anticiparse a los eventos mediante el conocimiento de las señales indicativas de las mismas.
  • Condicionamiento instrumental, donde un sujeto aprende la relación entre alguna de sus conductas y las consecuencias de la misma. Permite adquirir conductas que producen beneficios, ya sea porque procuran una recompensa o porque alejan a los sujetos del peligro.

(Aguado, 2001).

El aprendizaje asociativo cognitivo permite adquirir información sobre las relaciones que existen entre los diversos eventos del entorno. De esta forma, al identificar la dependencia que existe entre los distintos estímulos ambientales, es posible emitir juicios predictivos sobre lo probable que es una consecuencia dada en relación a un determinado antecedente. De igual forma, este tipo de aprendizaje permite establecer juicios de contingencia sobre la forma en que nuestra conducta influye en la ocurrencia de los distintos eventos que nos rodean (Aguado, 2001).

El aprendizaje en plantas

Diversos equipos de investigación han afirmado que las plantas son capaces de aprender. Proceso que implicaría la existencia de alguna clase de memoria, como también la de algún tipo de facultad cognitiva que permita discernir y actuar en consecuencia a este aprendizaje. Comprobar la existencia y dinámica de estas dimensiones es complicado, incluso en el estudio de humanos y otros animales; por lo que realizarlo en plantas implicaría un enorme reto. Frente a este dilema, los investigadores de la neurobiología vegetal sostienen que, al ser el aprendizaje un proceso no observable directamente; solo podría ser detectado de manera operacional a partir de un cambio en la conducta de los sujetos observados (Gagliano et.al 2013).

De esta forma, el estudio del aprendizaje en plantas suele estar conformado por investigaciones que adecúan protocolos de análisis conductual a distintas especies vegetales. Trabajos, donde se busca modificar las respuestas adaptativas de los sujetos de estudio, para luego inferir en ellos relaciones biológicas análogas a las ocurridas en organismos animales durante el aprendizaje (Struik, Yin, Mainke, 2008).

Siguiendo dicho modelo, algunos autores y autoras han visto en la intensificación de las conductas adaptativas y defensivas de algunas especies vegetales, anteriormente atacadas o plagadas, los atisbos de algún tipo de memoria. También hay quien sostiene que el incremento de la resistencia natural de algunas plantas frente a temperaturas adversas es un tipo defensa aprendida frente a condiciones estresantes (Trewavas, 2017). Por otro lado, existen experimentos más complejos y elaborados, donde se ha inferido la existencia de un proceso de aprendizaje no asociativo en plantas, al lograr inhibir una determinada respuesta refleja (Gagliano, et.al 2013).

Investigaciones sobre aprendizaje asociativo en plantas

En la última década, investigadoras como Mónica Gagliano, una de las principales defensoras de la neurobiología vegetal, han intentado demostrar que las plantas son capaces de elicitar nuevas conductas basándose en información obtenida de experiencias anteriores. Entre sus trabajos más recientes, se encuentra un experimento realizado con plantas de guisante; donde asegura haber asociado dos estímulos: la corriente de un ventilador -estímulo condicionado- con la luz requerida para su crecimiento -estímulo incondicionado-. De esta forma, la autora menciona haber podido controlar la dirección del crecimiento de los sujetos manipulando la exposición de dichos estímulos. Fenómeno que atribuye a la capacidad de estas plantas de desarrollar aprendizaje asociativo (Gagliano, et.al 2016).

Las implicaciones de esta hipótesis no son mínimas, ya que el aprendizaje asociativo es un proceso que involucra la habilidad de construir, registrar y recordar nuevas relaciones establecidas entre distintos estímulos ambientales. El que una planta pudiera manifestar esta habilidad, podría significar la existencia de algún tipo de conciencia análoga a la de un animal.

Controversias sobre el estudio del aprendizaje asociativo en plantas

Uno de los problemas fundamentales con los que se encuentra la atribución de facultades de aprendizaje, tanto asociativas como no asociativas, en las plantas, es que tal afirmación es el producto de una inferencia basada exclusivamente en la observación de las respuestas de los sujetos de estudio. Las cuales, además, son producidas por los mismos investigadores en un ambiente controlado. Ante este hecho, sería justo argumentar que, en el caso de los animales, el estudio del aprendizaje a nivel conductual es muchas veces suficiente y válido; sin embargo, en estos casos, el análisis conductual es utilizado como un medio para comprender el fenómeno estudiado; no para justificar su existencia.

A diferencia de lo ocurrido en investigaciones con seres humanos, el estudio del aprendizaje a nivel cognitivo en plantas se muestra inviable, ya que no existe el referente de una experiencia subjetiva. Aunado a esto, las claras diferencias entre la biología vegetal y animal hacen imposible analizar esta dimensión en sujetos vegetales desde un enfoque neuronal. Aun así, según sostienen determinados críticos, atribuir a las plantas una facultad tan compleja, como los es el aprendizaje asociativo, es inferir procesos cognitivos y biológicos sin ningún fundamento sólido (Struik, Yin, Mainke, 2008).

Reinterpretando el aprendizaje asociativo en las plantas

Cabe señalar que los resultados y hallazgos presentados en estas investigaciones son innegables. Esto es, que las respuestas adaptativas y defensivas de las plantas pueden ser modificadas, e incluso controladas, al manipular ciertas variables ambientales (Trewavas, 2017). No obstante, la principal controversia radica en interpretar esos fenómenos como el reflejo de procesos cognitivos en las plantas. Sobre todo, cuando ninguno de los mencionados trabajos brinda evidencia concreta que sustente las organizaciones biológicas que supone.

En el caso concreto del aprendizaje asociativo y los procesos cognitivos involucrados en él, estos implican la existencia de estructuras neurológicas complejas que las plantas no poseen (Taiz, et.al 2019). En este sentido, es indudable que algunos experimentos han logrado un cambio en las respuestas de sujetos vegetales a través de protocolos de modificación de conducta. Pero el llamar a este fenómeno aprendizaje conductual, obviando con ello los componentes cognitivo y neuronal, tal vez es una salida demasiado sencilla.

De acuerdo a los investigadores de la neurobiología vegetal, el obstáculo al que se enfrenta su disciplina es la resistencia de la comunidad científica a considerar a las plantas como organismos similares a los animales (Gagliano et.al 2013; Trewavas, 2017). No obstante, tal vez es esta misma tendencia a buscar analogías por parte de dichos autores, la que no permite encontrar explicaciones alternativas a los fenómenos descubiertos dentro de esta corriente. Los cambios conductuales que se ha logrado inducir en ciertas plantas, y que los investigadores han insistido en interpretar como aprendizaje asociativo, pueden ser el resultado de procesos distintos, propio del reino vegetal. Abriéndose a tal alternativa, es posible que este tipo de estudios se desarrollen como una disciplina formal, con un objeto de estudio y una terminología propia.

Referencias:

  • Aguado, L. (2001) Aprendizaje y memoria. Revista de Neurología, volumen (32), número (4). Recuperado de: cloudfront.net
  • Gagliano, M., Renton, M., Depczynski, M., Mancuso, S. (2013) Experience teaches plants to learn faster and forget slower in environments where it matters. Oecologia. Recuperado de: researchgate.net
  • Gagliano, M., Vyazovskiy, V., Borbély, A., Grimonprez, M., Depczynski, M. (2016) Learning by Association in Plants. Scientific Reports, volumen (6), número (1). Recuperado de: nature.com
  • Pollan, M. (2013) The intelligent plant: Scientists debate a new way of understanding flora. The New Yorker, Publicación (Diciembre 23 y 30, 2013) [Documento PDF] Recuperado de: esalq.usp.br
  • Struik, P., Yin, X., Mainke, H. (2008) Perspective Plant neurobiology and green plant intelligence: science, metaphors and nonsense. Journal of the Science of Food and Agriculture. número (88) pp. 363-370. Recuperado de: semanticscholar.org
  • Taiz, L., Alkon, D., Draguhn, A., Murphy, A., Blatt, M., Hawes, C., Thiel, G.,  Robinson, D., (2019) Plants Neither Possess nor Require Consciousness. Trends in Plant Science, DOI: 10.1016/j.tplants.2019.05.008  Recuperado de: cell.com
  • Trewavas, A. (2014) Plant Behavior and Intelligence. Oxford Scholarship Online. Recuperado de: oxford.universitypressscholarship.com
  • Trewavas A. (2017) The foundations of plant intelligence. Interface Focus. volumen (7). Recuperado de: dx.doi.org
  • Vila, J., Nieto, J., Rosas, J. (2003) Investigación contemporánea en aprendizaje asociativo Estudios en España y México. Ciudad de México, México. Del lunar. Recuperado de: paginaspersonales.deusto.es
R. Mauricio Sánchez
Licenciado en Psicología por la Facultad de Ciencias de la Conducta de la UAEMex (México). Experiencia docente y en atención clínica en entidades privadas y públicas, como el Instituto de la Seguridad Social. Editor adjunto y redactor especializado en Psicología en Mente y Ciencia.

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R. Mauricio Sánchez
Licenciado en Psicología por la Facultad de Ciencias de la Conducta de la UAEMex (México). Experiencia docente y en atención clínica en entidades privadas y públicas, como el Instituto de la Seguridad Social. Editor adjunto y redactor especializado en Psicología en Mente y Ciencia.