ALTRUISMO EN LA BOTÁNICA

¿Pueden las plantas desarrollar comportamientos altruistas y cooperativos? ¿Están conectadas por la raíces tal y como aparece en la taquillera película Avatar? Hoy, Antonio Pla nos da algunas respuestas a preguntas relacionadas con estos comportamientos tan bien estudiados entre los animales pero tan discretos en la botánica. 

Tradicionalmente ha existido una ideación simplistas sobre el comportamiento socia de plantas, tanto es así que la interacción planta-planta, no se contemplaba como una realidad biológica que fuera más allá de la encarnizada competencia por los recursos. Las investigaciones más recientes comienzan a apuntar en otra dirección de extraordinaria complejidad en el mundo vegetal. Hoy nos detenemos en un clásico de la biología evolutiva como es el altruismo o los comportamientos cooperativos y que habitualmente se han documentado de forma abundante en el mundo animal. Nos preguntamos ¿pueden las plantas desarrollar comportamientos altruistas y cooperativos? La respuesta a esta novedosa cuestión es que sí pueden hacerlo, veamos cómo.

 

¿QuÉ nos dice la ciencia?

Las investigaciones sobre expresiones altruistas y cooperativas en plantas, se inician en los años 90, sin ser especialmente abundantes, nos invitan a pensar que estos comportamientos sociales en el mundo vegetal son extraordinariamente sofisticados, complejos en su estudio y difíciles de percibir, debido a que una gran parte de estos ocurren en la porción subterránea de la planta (raíces). Por otra parte, estas expresiones sociales en plantas reconocidas por los investigadores se manifiestan condicionadas a una relación de parentesco, es decir, que al menos lo que conocemos mediante los diseños experimentales ocurre entre plantas emparentadas que comparten una densa proporción de genes.

 

Ambrosia dumosa

Ambrosia dumosa. Imagen de Don Davis. Fuente: FlikR. Desarrolla con menor intensidad sus raíces en presencia de plantas hermanas

Ambrosia dumosa1

Ambrosia dumosa. Imagen de Joe Decruyenaere. Fuente: FlickR


Sin profundizar en el concepto de altruismo biológico, sí que vamos a recordar, que supone por parte de los organismos, desplegar comportamientos que benefician a otros individuos, a expensas de su propio éxito biológico, y que concretamos habitualmente en términos de supervivencia y éxito reproductivo.

 

Hay trabajos que evidencian como, ante determinados recursos y bajo una relación de parentesco, las plantas pueden desarrollar comportamientos hacia otras plantas que podemos entender como altruistas y que se manifiestan cómo “una menor agresividad en su capacidad para competir por un determinado recurso”. Y esto, ocurre siempre que sus competidores sean individuos con los que mantiene una relación de parentesco. Hay plantas y arbustos que desarrollan con menor intensidad sus raíces cultivadas en presencia de plantas hermanas (Ambrosia dumosa y Cakile edentula) y que cultivadas junto a individuos no emparentados de su misma especie despliegan todo su potencial radicular en el intento de acaparar agua y nutrientes.

 

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Arabidopsis thaliana. Imagen de Wikipedia. Espècie model en laboratori

 

Por otra parte, se ha observado que, ante el recurso luminoso, algunas plantas (Arabidopsis thaliana) modifican la orientación de crecimiento de sus hojas cuando crecen junto a individuos emparentados, reduciendo así el sombreado entre plantas próximas y promocionando el auto-sombreado. En otros casos, se ha comprobado en plantas emparentadas (hermanas) como se genera un gradiente en la longitud de tallos que permita al conjunto de individuos de un cultivo compartir mejor el recurso luminoso. Estos serían comportamientos que podríamos entender más próximos al altruismo que a una intensa competencia entre individuos en la lucha por un recurso.

 

Aún más complejo y con un carácter cooperativo los investigadores de la Universidad de Basilea (2016), demostraron cómo los bosques son capaces de redistribuir el carbono fijado desde los arboles de mayor edad hacia los más jóvenes (aun siendo especies diferentes). Este grado de cooperación llega a ser tan intenso que los investigadores han comprobado que cuando se tala un árbol de gran tamaño, la tasa de supervivencia de los arboles más jóvenes se reduce de forma dramática.


Es evidente el interés de esta cuestión en el estudio de la interacción planta-planta, en tanto puede ser una herramienta de optimización de los sistemas de producción agrícola, estrategias de conservación y reforestación, orientados mediante la selección de semillas.

 

Las plantas reconocen a sus parientes de extraños

Apuntábamos al inicio, que los comportamiento que considerábamos altruistas en plantas permanecen ligados a una relación de parentesco. Por tanto, se espera que el comportamiento de un individuo sea más altruista con quien comparten una densa porción de sus genes, es decir, sus parientes más cercanos. Aquí nos detenemos porque para que esto ocurra, debe existir la capacidad en las plantas para reconocer a sus parientes, ser capaz de discriminar a quien y cuántos de sus recursos cede o comparte, con los costos y pérdidas de éxito reproductivo y supervivencia que esto puede suponer para el individuo altruista.

 

Cakile edentula

Cakile edentula


Las plantas tienen la capacidad de distinguir entre si mismas y otras plantas, además de reconocer plantas “hermanas” de las extrañas. Los mecanismos biológicos que apuntalan esta capacidad de reconocimiento de parentesco e identidad en plantas, son conocidos en algunos casos de forma vaga, pero los investigadores avanzan rápidamente. En cualquier caso, no debe de extrañarnos la existencia de estos mecanismos en plantas y tanto es así que lo desarrollaremos en un próximo artículo.

 

La estrategia altruista en plantas y su eficacia

Finalmente, cabe preguntarnos cómo es posible que dentro del contexto evolutivo de una especie vegetal los comportamientos altruistas no se extingan, ya que suponen un elevado costo en términos de éxito biológico (fitness o aptitud) para las plantas que lo expresa en beneficio de otras. En este sentido, W. Hamilton en 1964, explicaba como un carácter cooperativo puede evolucionar y mantenerse en una población natural si existe una relación de parentesco entre altruista y beneficiario.


Debemos considerar que los genes no sólo se propagan mediante la reproducción directa de un individuo concreto, también mediante la trasmisión de genes idénticos de otros individuos con los que esta emparentados, y que posiblemente portan también los genes que desarrollan comportamientos altruistas y cooperativos (aptitud inclusiva). En definitiva y de forma sintética podemos afirmar que la estrategia altruista ligada al parentesco (familiares) puede maximizar la contribución de genes de la planta altruista a las generaciones siguientes (aumento del éxito reproductivo), incluidos los genes que expresan comportamientos altruistas y cooperativos. Y esto ocurre en tanto el individuo altruista promociona el éxito biológico de sus parientes próximos, y que significa integrar una gran proporción de sus genes compartidos con ellos en las generaciones siguientes.

Antonio Pla

Master en biotecnología y medio ambiente, consultor ambiental y coordinador de Biólogos por España

Me gusta tocar jazz, observar a los flamencos volar de noche y a los gatos desperezarse al sol. Desayuno horchata y temo a las cucarachas. Admiro a Darwin, Humboldt, Cajal y Maria Sibylla. No comprendo el recibo de la luz ni a los bancos y me da dentera ver a alguien comer apio.