19 marzo 2011

Clones entre la hierba

Los seres vivos más simples, las bacterias, se reproducen clonándose, dividiéndose en dos copias idénticas a la bacteria original. En ocasiones, dos bacterias se juntan y se pasan algunos genes una a otra, en lo que puede verse como el preludio de la reproducción sexual que hoy domina entre los ciclos vitales de la flora y la fauna. La clave de la sexualidad es precisamente que dos organismos mezclan sus genes antes de reproducirse, normalmente mediante células que se fusionan (óvulos, o células-huevo, y espermatozoides, o granos de polen). Como resultado, los descendientes tendrán una mezcla de genes de sus progenitores, lo cual puede ser ventajoso. Para entender por qué, imaginemos que la vida de cada individuo es una partida de cartas, donde cada naipe es un gen distinto (un alelo, o versión de un gen).

Si el individuo es un clon, como ocurre con las bacterias, entonces tendrá exactamente las mismas cartas que jugó su progenitor. Si esas cartas eran buenas, podrá ganar fácilmente, pero también pueden ser malas y entonces seguramente perderá en el juego de la vida. La selección natural lo eliminará del tapete verde sin contemplaciones. Ahora bien, si el individuo es el fruto de la reproducción sexual, entonces tiene una mano de cartas distinta de la de sus progenitores. La reproducción sexual barajea las cartas-genes, de manera que el nuevo jugador no está condenado a repetir una y otra vez la misma combinación de cartas, así que puede dar con una combinación ganadora. ¿Es esto siempre una ventaja? Pues... depende. Fijémonos en una de las hierbas más conocidas que ahora florecen, el diente de león (género Taraxacum).

La foto muestra un diente de león de los que crecen en el ecosistema, un Taraxacum obovatum. Entre los dientes de león hay linajes que habitualmente se reproducen clonándose. Estas plantas, después de miles de millones de años, han vuelto a la estrategia de las bacterias primordiales, y los Taraxacum obovatum parecen ser una de estas estirpes de dientes de león. Se trata de hierbas que dan semilla sin necesidad de recibir polen, en un fenómeno llamado apomixis. La apomixis hace que cada nuevo diente de león sea genéticamente igual a su progenitor, es decir, un clon. Curiosamente, los dientes de león que se reproducen así tienen mayor área de distribución geográfica que los estrictamente sexuales. Los linajes que realizan la apomixis deben de estar repitiendo, una y otra vez, una ronda de cartas muy buena, que les permite sobrevivir en lugares difíciles y así colonizar nuevos territorios rápidamente mediante sus semillas, que viajan con el viento gracias a esos vilanos tan conocidos entre los niños.

Este caso nos muestra que la reproducción asexual está lejos de ser un estrategia primitiva e ineficaz, ya que puede superar las ventajas de la sexualidad, al menos en ciertas condiciones. Cuando el medio ambiente se mantenga más o menos estable, un clon con una ronda genética ganadora puede extenderse como la pólvora. Eso sí, cuando cambien las condiciones, puede que retroceda y que la balanza se incline hacia la reproducción sexual. Por eso no es extraño que incluso los linajes asexuales de dientes de león a veces se reproduzan sexualmente con otras especies: conviene cambiar algunas cartas de vez en cuando, por si acaso cambia el juego de repente. Toda esta complejidad no es exclusiva de las plantas: por ejemplo, los lagartos norteamericanos del género Cnemidophorus tienen especies asexuales que a veces hibridan con otras especies y que prosperan en ambientes bastante hostiles. En una entrada anterior planteábamos si algunas lagartijas son como hierbas; ahora podríamos darle otra vuelta de tuerca a esta idea desde el punto de vista de las estrategias de reproducción. Otro ejemplo más de que las mismas estrategias evolutivas pueden darse en especies muy dispares.

11 marzo 2011

Semilla reptante

Todo animal fue antes un embrión, pero también toda planta. Lo que ahora despliega tallos, hojas y raíces era en principio un mero esbozo diminuto con muñones insinuando una raíz y una hoja, o dos (según la planta sea monocotiledónea o dicotiledónea, respectivamente). Al producir un embrión, la planta cierra su ciclo vital, porque dan vida a lo que antaño fueron: semillas, embriones rodeados de reservas de alimento dentro de una envoltura protectora. Las semillas, dentro de su correspondiente fruto, se dedican sobre todo a viajar, en una especie de lotería en la que puede tocarles una tierra buena para crecer, o todo lo contrario. Algunas semillas viajan del modo más simple, como las de las orquídeas, cuyos embriones, del tamaño de motas de polvo, se dejan llevar por la brisa. Otras plantas preparan a sus semillas con un equipo de desplazamiento, más o menos complicado, desde vilanos hasta los "cebos" que sirven como pago para que las hormigas transporten la semilla.

Una de las estrategias más extrañas de dispersión de semillas es la de la planta de la imagen, un alfiler de pastor, una de esas hierbas del género Erodium, parientes cercanas del geranio silvestre, que en estos días tachonan de flores rosadas el pastizal. El fruto de los Erodium parece una especie de sacacorchos cuando está seco, pero al humedecerse se estira lentamente, impulsado por fuerzas higroscópicas que se generan al mojarse las células muertas que componen el vástago. Al secarse, estas fuerzas desaparecen y entonces la "cola" del embrión vuelve a enrollarse. A base de mojarse y secarse alternativamente, siguiendo el ritmo de las lluvias, el "sacacorchos" se estira y se enrolla una y otra vez, y el resultado es que la semilla se arrastra por el suelo, dando tumbos a cámara lenta, a lo largo de meses. Así, este embrión reptante puede alejarse del lugar donde primeramente haya caído, dando, quizás, con una tierra mejor donde germinar. Si encuentra una pequeña grieta en el terreno, puede incluso clavarse como un verdadero sacacorchos, atornillándose al suelo mediante sucesivos ciclos de humedecerse y secarse. Con esto, la semilla se planta a sí misma, pero curiosamente lo hace sin hacer nada, sólo dejándose mojar por las lluvias y secar por el sol, una y otra vez.

Antes de caer al suelo, los frutos del Erodium se secan y al hacerlo giran muy despacio, como la manecilla pequeña de un reloj, soltándose de la planta. Por eso los Erodium también se llaman relojes. En este estado, los "sacacorchos" pueden clavarse en el pelo de algún animal que cruce por allí, como una oveja, y viajar muy lejos. Quizás las lluvias les ayuden a apearse de la lana, saltando de lomos de su transporte como muelles vivientes. El mecanismo de muelle de los Erodium recuerda extrañamente a los resortes de los colémbolos, a la biomecánica de las patas de los canguros, al sistema que dispara los dardos venenosos de ciertas células de las medusas, y a los movimientos higroscópicos que liberan las semillas de algunas plantas del desierto. Como si la evolución descubriera, una y otra vez, trucos similares, empleándolos de maneras distintas.

Gracias a Carlos M. Herrera por la información sobre el auto-enterramiento de las semillas de Erodium, que se describe con detalle en Stamp (1984) Self-burial behaviour of Erodium cicutarium seeds. Journal of Ecology 72:611-620. Más sobre dispersión de semillas de plantas mediterráneas en Blondel & Aronson (1999) Ecology and wildlife of the Mediterranean Region, Oxford University Press.