ALTRUISME EN LA BOTÀNICA?

Poden les plantes desenvolupar comportaments altruistes i cooperatius? Estan connectades per les arrels tal com apareix en la taquillera pel·lícula Avatar? Hui, Antonio Pla ens dóna algunes respostes a preguntes relacionades amb aquests comportaments tan ben estudiats entre els animals però tan discrets en la botànica.

Tradicionalment ha existit una ideació simplistes sobre el comportament sòcia de plantes, tant és així que la interacció planta-planta, no es contemplava com una realitat biològica que anara més enllà de l'aferrissada competència pels recursos. Les investigacions més recents comencen a apuntar en una altra direcció d'extraordinària complexitat en el món vegetal. Avui ens aturem en un clàssic de la biologia evolutiva com és l'altruisme o els comportaments cooperatius i que habitualment s'han documentat de manera abundant en el món animal. Ens preguntem, poden les plantes desenvolupar comportaments altruistes i cooperatius? La resposta a aquesta nova qüestió és que sí poden fer-ho, vegem com.

 

QuÈ ens diu la ciència?

Les investigacions sobre expressions altruistes i cooperatives en plantes, s'inicien en els anys 90, sense ser especialment abundants, ens conviden a pensar que aquests comportaments socials en el món vegetal són extraordinàriament sofisticats, complexos en el seu estudi i difícils de percebre, a causa que una gran part d'aquests tenen lloc en la porció subterrània de la planta (arrels). D'altra banda, aquestes expressions socials en plantes reconegudes pels investigadors es manifesten condicionades a una relació de parentiu, és a dir, que almenys el que coneixem mitjançant els dissenys experimentals passa entre plantes emparentades que comparteixen una densa proporció de gens.

 

Ambrosia dumosa

Ambrosia dumosa. Imatge de Don Davis. Font: FlikR. Desenvolupa amb menor intensitat les seues arrels en presència de plantes germanes

Ambrosia dumosa1

Ambrosia dumosa. Imatge de Joe Decruyenaere. Font: FlickR

 

Sense aprofundir en el concepte d'altruisme biològic, sí que recordarem què suposa per part dels organismes desplegar comportaments que beneficien a altres individus, a costa del seu propi èxit biològic, i que concretem habitualment en termes de supervivència i èxit reproductiu.

 

Hi ha treballs que evidencien com, davant de determinats recursos i sota una relació de parentiu, les plantes poden desenvolupar comportaments cap a altres plantes que podem entendre com altruistes i que es manifesten com "una menor agressivitat en la seva capacitat per competir per un determinat recurs". I això, passa sempre que els seus competidors siguen individus amb els quals manté una relació de parentiu. Hi ha plantes i arbustos que desenvolupen amb menor intensitat les seues arrels cultivades en presència de plantes germanes (Ambrosia dumosa i Cakile edentula) i que cultivades al costat de individus no emparentats de la seua mateixa espècie despleguen tot el seu potencial radicular en l'intent d'acaparar aigua i nutrients.

 

800px Arabidopsis thaliana inflorescencias

Arabidopsis thaliana. Imatge de Wikipedia. Espècie model en laboratori

 

D'altra banda, s'ha observat que, davant el recurs lluminós, algunes plantes (Arabidopsis thaliana) modifiquen l'orientació de creixement de les seves fulles quan creixen al costat de individus emparentats, reduint així l'ombrejat entre plantes properes i promocionant l'auto-ombrejat. En altres casos, s'ha comprovat en plantes emparentades (germanes) com es genera un gradient en la longitud de tiges que permeti al conjunt d'individus d'un cultiu compartir millor el recurs lluminós. Aquests serien comportaments que podríem entendre més pròxims a l'altruisme que a una intensa competència entre individus en la lluita per un recurs.

 

Encara més complex i amb un caràcter cooperatiu els investigadors de la Universitat de Basilea (2016), van demostrar com els boscos són capaços de redistribuir el carboni fixat des dels arbres de més edat cap als més joves (tot i ser espècies diferents). Aquest grau de cooperació arriba a ser tan intens que els investigadors han comprovat que quan es tala un arbre de grans dimensions, la taxa de supervivència dels arbres més joves es redueix de forma dramàtica.

 

És evident l'interès d'aquesta qüestió en l'estudi de la interacció planta-planta, en tant pot ser una eina d'optimització dels sistemes de producció agrícola, estratègies de conservació i reforestació, orientats mitjançant la selecció de llavors.

 

Les plantes reconeixen als seus parents d'estranys

Apuntàvem a l'inici, que els comportament que consideràvem altruistes en plantes romanen lligats a una relació de parentiu. Per tant, s'espera que el comportament d'un individu sigui més altruista amb qui comparteixen una densa porció dels seus gens, és a dir, els seus parents més propers. Aquí ens aturem perquè perquè això passi, ha d'existir la capacitat en les plantes per reconèixer als seus parents, ser capaç de discriminar qui i quants dels seus recursos cedeix o comparteix, amb els costos i pèrdues d'èxit reproductiu i supervivència que això pot suposar per a l'individu altruista.

 

Cakile edentula

Cakile edentula

 

Les plantes tenen la capacitat de distingir entre si mateixes i altres plantes, a més de reconèixer plantes "germanes" de les estranyes. Els mecanismes biològics que apuntalen aquesta capacitat de reconeixement de parentiu i identitat en plantes, són coneguts en alguns casos de forma vaga, però els investigadors avancen ràpidament. En qualsevol cas, no deu estranyar l'existència d'aquests mecanismes en plantes i tant és així que el desenvoluparem en un proper article.

 

L'estratègia altruista en plantes i la seua eficàcia

Finalment, cal preguntar-nos com és possible que dins el context evolutiu d'una espècie vegetal els comportaments altruistes no s'extingeixin, ja que suposen un elevat cost en termes d'èxit biològic (fitness o aptitud) per a les plantes que l'expressa en benefici d'altres. En aquest sentit, W. Hamilton el 1964, explicava com un caràcter cooperatiu pot evolucionar i mantenir-se en una població natural si hi ha una relació de parentiu entre altruista i beneficiari.

 

Hem de considerar que els gens no només es propaguen mitjançant la reproducció directa d'un individu concret, també mitjançant la transmissió de gens idèntics d'altres individus amb els quals aquesta emparentats, i que possiblement porten també els gens que desenvolupen comportaments altruistes i cooperatius (aptitud inclusiva ). En definitiva i de forma sintètica podem afirmar que l'estratègia altruista lligada al parentiu (familiars) pot maximitzar la contribució de gens de la planta altruista a les generacions següents (augment de l'èxit reproductiu), inclosos els gens que expressen comportaments altruistes i cooperatius. I això passa en tant l'individu altruista promociona l'èxit biològic dels seus parents propers, i que significa integrar una gran proporció dels seus gens compartits amb ells en les generacions següents.

 

És evident l'interès d'aquesta qüestió en l'estudi de la interacció planta-planta, en tant pot ser una eina d'optimització dels sistemes de producció agrícola, estratègies de conservació i reforestació, orientats mitjançant la selecció de llavors.

 

Les plantes reconeixen als seus parents d'estranys

Apuntàvem a l'inici, que els comportament que consideràvem altruistes en plantes romanen lligats a una relació de parentiu. Per tant, s'espera que el comportament d'un individu siga més altruista amb qui comparteixen una densa porció dels seus gens, és a dir, els seus parents més propers. Ací ens aturem perquè, perquè això passe, ha d'existir la capacitat en les plantes per reconèixer als seus parents, ser capaç de discriminar qui i quants dels seus recursos cedeix o comparteix, amb els costos i pèrdues d'èxit reproductiu i supervivència que això pot suposar per a l'individu altruista.

Antonio Pla

Màster en biotecnologia i medi ambient, consultor ambiental i coordinador de Biólogos por España

M'agrada tocar jazz, observar els flamencs volar de nit en formació i als gats despertar al sol. Sempre esmorze orxata i tinc por de les panderoles. Admire Darwin, Humboldt, Cajal i Maria Sibylla. Mai he comprès com funciona el rebut de la llum, ni els bancs i m'esmussa veure algú menjar api.