Semillas longevas
Un grupo de investigadores españoles del CSIC ha descubierto una forma de alargar la vida de la semillas. Los beneficios de este hallazgo tienen múltiples aplicaciones agronómiques y permitirían, por un lado, mantener la biodiversidad y, por otra, abaratar el coste de las semillas para los agricultores.
¿Cuánto tiempo puede vivir una semilla siendo viable? La respuesta a esta pregunta depende de cada especie y de las condiciones de conservación en las cuales se encuentre. Normalmente, los organismos latentes como las semillas o las esporas son muy resistentes a condiciones naturales adversas como las bajas temperaturas, la radiación o los ataques microbianos. Aun así, en el momento en que las semillas interactúen con el medio natural pueden ser parasitadas y depredadas o inhibirse y no cumplir con sus funciones metabólicas. Por lo tanto, si hablamos de longevidad fisiológica estricta, es decir, de conservación de tejidos y estructuras, las semillas pueden vivir mucho tiempo, pero siempre dependiendo de su estado de conservación.
De hecho, en algunas excavaciones arqueológicas se han encontrado semillas totalmente viables de hace centenares de años que son capaces de germinar si se encentran en las condiciones adecuadas. El motivo es precisamente su buen estado de conservación. Por ejemplo, las semillas tienen una capacidad de tolerar la desecación. Su humedad es mínima y cuando el nivel de hidratación es muy bajo su metabolismo se detiene. Aparentemente, estas semillas están muertas y no se aprecia en ellas ningún signo de vida. No obstante, un pequeño incremento en su cantidad de agua les permite reiniciar muchas de sus funciones y características, sus tejidos se recuperan y están listas para germinar. Por eso, lugares con climas extremadamente secos y ambientes congelados o pobres en oxígeno permiten que las semillas se conservan en buen estado y que su vida pueda alargarse durante centenares de años. A pesar de esto, cada especie se asocia a una longevidad determinada: por ejemplo las semillas de leguminosas tienen una capacidad de supervivencia mayor que las especies tropicales.
¿Por qué las semillas son tan importantes?
Las semillas encontradas en los yacimientos arqueológicos son muy interesantes. Gracias a ellas podemos obtener información muy valiosa sobre la vida de las antiguas civilizaciones y sobre el desarrollo evolutivo de nuestros cultivos, una cosa fundamental en los estudios agronómicos. Si hablamos de semillas antiguas podemos conocer su edad gracias a la prueba del carbono 14 o bien a partir de su ubicación estratigráfica. La única forma de saber si estas semillas son viables es comprobar que son capaces de germinar.
Semillas de Vitis vinifera en Sant Telmo (Argentina)
No obstante, las semillas representan mucho más para el hombre. Son el origen de nuestra civilización puesto que el éxito de la humanidad como especie está ligado intrínsecamente a la agricultura, una actividad que nos permitió independizarnos de la caza y la recolección. En este sentido, el control de las semillas ha sido siempre una prioridad y también un símbolo de poder. Ahora que el mundo vive una época de cambios son muchas las amenazas que ponen en alerta nuestra civilización: el cambio climático, la pérdida de diversidad genética, las enfermedades agrícolas o los desastres naturales son algunas de ellas como también lo es el hecho que, superada la barrera de los siete mil millones de habitantes en el mundo, la alimentación de la población mundial se ha convertido en un problema de peso a nivel global.
Científicos y agricultores han visto la respuesta a esta situación en los bancos de semillas (también llamados bancos de germoplasma), considerados auténticas arcas de Noé del futuro. Los bancos de semillas sirven para proteger la variedad genética de los cultivos y, además, permiten disponer de material de trabajo que sirva para mejorar las semillas y estudiarlas a fondo haciéndolas más resistentes en enfermedades y plagas que atacan a las cosechas. Pero los bancos de semillas no solamente son una garantía de alimentación en el futuro. Tenemos que tener en cuenta que las semillas son una materia prima para vida y que las plantas que nacen de ellas son mucho más que alimentos. Las plantas y vegetales son fundamentales para nuestro planeta y nuestra manera de vida porque limpian el aire que respiramos, filtran el agua, nos proporcionan fibras y madera y son fuente primaria para la elaboración de medicamentos.
Banco de Semillas de Svalbard
Visto desde un punto de vista global las semillas son un patrimonio que tenemos que luchar para preservar. El Banco Mundial de Semillas de Svalbard, situado en un glaciar del archipiélago noruego del mismo nombre, es una gran caja fuerte enclavada en el hielo que algunos han definido como la mejor póliza de seguro para el suministro de alimentos de la humanidad. Está diseñada a prueba de amenazas de origen natural y humano, como explosiones, robos o inundaciones y su función es preservar las miles de variedades de semillas que sirven como fuente de alimento a la población mundial. Pero Svalbard no es el único banco de semillas que existe. La Estación Experimental Pavlovsk, inaugurada por el genetista ruso Nikolai Vavilov cerca de San Petersburgo en 1926, posee una colección de más de 5.000 variedades de semillas y es una de las colecciones más antiguas del mundo. El otro gran proyecto de este tipo que podemos destacar es el Banco de Semillas del Milenio, coordinado desde el Botánico de Kew (Reino Unido) y que se centra en la conservación de plantas silvestres en peligro de extinción. Se calcula que en el planeta existen entre 60.000 y 100.000 especies de plantas a punto de desaparecer. Hasta ahora el Banco de Semillas del Milenio ha centrado su atención en los puntos calientes del planeta como los ecosistemas que pueden desaparecer amenazados por el cambio climático y se estima que ya se han recogido y catalogado más del 10 % de las especies silvestres del mundo. El objetivo de este proyecto es llegar a tener el 25 % de las especies silvestres en sus cámaras en 2020.
Banco de Semillas del Milenio
Normalmente, los bancos de germoplasma intercambian entre ellos muestras de material vegetal conservado como una forma de compartir equitativamente beneficios que se derivan del uso de los recursos agrícolas y alimentarios.
La clave está en la cubierta
En la actualidad, lo más importante es el rendimiento y los bancos de germoplasma necesitan regenerar sus reservas. Habría que encontrar estrategias que permiten que las semillas sean viables durante más tiempo. Así se ampliarían los plazos de regeneración para los bancos de germoplasma y a la vez se reduciría el gasto de compra de semillas que repercute directamente en los agricultores.
Un estudio reciente que trabaja en esta línea ha abierto un nuevo campo de investigación centrando sus objetivos en el endurecimiento de la cubierta de las semmillas, una capa protectora responsable de obstaculizar la entrada del oxígeno y que también frena su envejecimiento. El estudio, realizado por investigadores del CSIC en colaboración con el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (centre mixto del CSIC y la Universitat Politècnica de València) y la Unidad de Investigación en Genómica Vegetal del instituto Evry, ha sido publicado en la revista científica Plant Physiology y ha consistido a reforzar a través de la ingeniería genética la cubierta de unas semillas de la especie Arabidopsis thaliana, una crucífera nativa de Europa y Asia que tiene la peculiaridad de haber sido la primera planta el genoma de la cual se secuenció por completo.
Arabidopsis thaliana
La clave de este estudio está en un gen llamado ATHB25. Las plantas que expresan el ATHB25 tienen la capacidad de generar mayor cantidad de giberelina, una fitohormona que interrumpe el periodo de latencia de la semilla y que promueve el desarrollo de sus estructuras. La giberelina hace que la capa de protección de la semilla consiga un mayor tamaño y por lo tanto sea más resistente. Esta mayor protección de la cubierta permite que la semilla pueda vivir durante más tiempo.
Funcionamento de la fitohormona giberelina
Para realizar este estudio se analizó la longevidad de 100.000 líneas de Arabidopsis modificadas, es decir, a las cuales se los había introducido la sobre expresión del gen ATHB25. Los investigadores conservaron las muestras durante 30 meses en condiciones de humedad y temperatura ambiente y transcurrido este tiempo, compararon Arabidopsis transformadas genéticamente con las que estaban en estado natural. Sólo un 20 % de las semillas no modificadas volvía a germinar mientras que casi todas las semillas inoculadas con el gen ATBH25 –más del 90 %– iniciaba de nuevo el proceso de germinación. Ahora estos investigadores trabajan mediante este mismo sistema para conseguir mayor longevidad en las entonces de especies con interés agronómico como puede ser el trigo o el tomate.
Llavors per a acabar amb el fam en el món
CSIC: Descobreixen com augmentar la longevitat de les llavors de les plantes
