Primera prueba de altruismo en plantas
Una investigación con semillas del maíz revela un mecanismo vegetal de ‘ayuda’
Ya se sabía que existe el altruismo en el mundo animal, pero una investigación reciente de la Universidad de Colorado en Boulder (EEUU) ha revelado que también se da en las plantas. Según este estudio, los embriones de las semillas del maíz con iguales progenitores pesan mucho más que aquellos embriones con la misma madre pero padre distinto. La causa estaría en un mecanismo de ‘generosidad familiar’ intrínseco a la planta.
Un grupo de investigadores analizó en concreto el maíz, un vegetal cuyas semillas fertilizadas contienen dos «hermanos»: un embrión y una pequeña porción de tejido conocida como endospermo o endosperma, que alimenta al embrión a medida que la semilla se desarrolla, explica la profesora de la CU-Boulder y autora de la investigación, Pamela Diggle, en un comunicadoemitido por dicha institución.
Los científicos compararon el crecimiento y el comportamiento de los embriones y del endosperma de semillas de maíz que compartían los mismos progenitores, con el crecimiento y el comportamiento de embriones y endosperma con progenitores genéticamente distintos.
«Los resultados indican que tanto los embriones como el endosperma de semillas con los mismos progenitores pesan mucho más que aquellos embriones con la misma madre pero padre distinto», afirma Diggle, de la facultad de ecología y del departamento de biología evolutiva de la CU-Boulder. «Hemos descubierto que el endosperma que no comparte padre con el embrión no entrega una mayor cantidad de alimentos y, por tanto, parece actuar de manera menos cooperativa», añade la investigadora.
Un artículo sobre este hallazgo ha sido publicado recientemente en Proceedings of the National Academy of Sciences. Los co-autores del estudio han sido Chi-Chi Wu, estudiante de doctorado en el departamento de ecología y biología evolutiva de la CU-Boulder, y William «Ned» Friedman, profesor de la Universidad de Harvard.
Diggle señala que la presente investigación ha puesto en evidencia que las plantas pueden retener nutrientes cuando los recursos son limitados. «Nuestro estudio es el primero que ha probado la idea de la cooperación entre iguales en plantas”, afirma.
«Una de las leyes fundamentales de la naturaleza es que el altruismo se despliega con los parientes más cercanos», señala por su parte Friedman. «El altruismo sólo se desarrolla si el benefactor es un pariente cercano al beneficiario. La acción del endosperma, que da todo su alimento al embrión y luego muere, no puede ser más altruista».
En la reproducción del maíz, flores masculinas situadas en la parte superior de las plantas distribuyen granos de polen –dos cada vez- a través de tubos individuales, a pequeña mazorcas ubicadas en tallos cubiertos por unos filamentos conocidos como ‘fibras de la mazorca del maíz’. Este proceso se denomina doble fecundación.
Cuando los dos granos de polen entran en contacto con una fibra individual, esta produce una semilla que contiene un embrión y el endosperma. Cada embrión da lugar a un solo grano de maíz, explica Diggle.
El equipo aprovechó un fenómeno extremadamente raro en plantas que consiste en que dos padres distintos engendren granos individuales de maíz. La manipulación de genes del maíz, desarrollada durante miles de años y que ha permitido crear mazorcas de diferentes colores, ayudó a los investigadores en la evaluación de la filiación de los granos, señala la científica.
Wu cultivó estos ejemplares raros de maíz y cosechó más de 100 mazorcas durante un período de tres años. El investigador se ocupó del grano de cada mazorca cosechada. Mientras que la mayoría de los granos tenían un endosperma y un embrión del mismo color, lo que indicaba que compartían los mismos progenitores, algunos de ellos presentaban colores en cada caso, como granos púrpura en su exterior con embriones amarillos.
El científico estuvo buscando estos ejemplares raros –menos de uno de cada 100 muestras- con padres distintos, para evaluar la cooperación entre embriones y endosperma. “Resultó una investigación difícil y larga”, afirma Friedman.
El endosperma, tejido nutricional formado en el saco embrionario de las plantas con semilla, resulta clave para los seres humanos, ya que proporciona alrededor del 70% de las calorías que se consumen anualmente en todo el mundo, explican los investigadores.
K. Baruch, N. Ron-Harel, H. Gal, A. Deczkowska, E. Shifrut, W. Ndifon, N. Mirlas-Neisberg, M. Cardon, I. Vaknin, L. Cahalon, T. Berkutzki, M. P. Mattson, F. Gomez-Pinilla, N. Friedman, M. Schwartz. CNS-specific immunity at the choroid plexus shifts toward destructive Th2 inflammation in brain aging. Proceedings of the National Academy of Sciences (2013). DOI: 10.1073/pnas.1211270110.
