Llavors longeves

Un grup d’investigadors espanyols del CSIC ha descobert una forma d’allargar la vida de la llavors. Els beneficis d’aquesta troballa tenen múltiples aplicacions agronòmiques i permetrien, d’una banda, mantenir la biodiversitat i, per una altra, abaratir el cost de les llavors per als agricultors. 

Quant temps pot viure una llavor sent viable? La resposta a aquesta pregunta depèn de cada espècie i de les condicions de conservació en les quals es trobe. Normalment, els organismes latents com les llavors o les espores són molt resistents a condicions naturals adverses com les baixes temperatures, la radiació o els atacs microbians. Encara així, en el moment en què les llavors interactuen amb el medi natural poden ser parasitades i depredades o inhibir-se i no complir amb les seues funcions metabòliques. Per tant, si parlem de longevitat fisiològica estricta, és a dir, de conservació de teixits i estructures, les llavors poden viure molt de temps, però sempre depenent del seu estat de conservació. 

De fet, en algunes excavacions arqueològiques s’han trobat llavors totalment viables de fa centenars d’anys que són capaços de germinar si se situen en les condicions adequades. El motiu és precisament el seu bon estat de conservació. Per exemple, les llavors tenen una capacitat sorprenent de tolerar la dessecació. La seua humitat és mínima i quan el nivell d’hidratació és molt baix el seu metabolisme es deté. Aparentment, aquestes llavors estan mortes i no s’aprecia en elles cap signe de vida. No obstant, un petit increment en la seua quantitat d’aigua els permet reiniciar moltes de les seues funcions i característiques, els seus teixits es recuperen i estan llestes per a germinar. Per això, llocs amb climes extremadament secs i ambients congelats o pobres en oxigen permeten que les llavors es conserven en bon estat i que la seua vida puga allargar-se durant centenars d’anys. Malgrat açò, cada espècie s’associa a una longevitat determinada: per exemple les llavors de lleguminoses tenen una capacitat de supervivència major que les espècies tropicals.

Per què les llavors són tan importants?
Les llavors trobades en els jaciments arqueològics són molt interessants. Gràcies a elles podem obtenir informació molt valuosa sobre la vida de les antigues civilitzacions i sobre el desenvolupament evolutiu dels nostres cultius, una cosa fonamental en els estudis agronòmics. Si parlem de llavors antigues podem conèixer la seua edat gràcies a la prova del carboni 14 o bé a partir de la seua ubicació estratigràfica. L’única forma de saber si aquestes llavors són viables és comprovar que són capaces de germinar.

Llavors de Vitis vinifera trobades a San Telmo (Argentina)

No obstant, les llavors representen molt més per a l’home. Per dir-ho d’alguna forma elles són l’origen de la nostra civilització ja que l’èxit de la humanitat com a espècie està lligat intrínsecament a l’agricultura, una activitat que ens va permetre independitzar-nos de la caça i la recol·lecció. En aquest sentit, el control de les llavors ha sigut sempre una prioritat i també un símbol de poder. Ara que el món viu una època de canvis són moltes les amenaces que posen en alerta la nostra civilització: el canvi climàtic, la pèrdua de diversitat genètica, les malalties agrícoles o els desastres naturals són algunes d’elles com també ho és el fet que, superada la barrera dels set mil milions d’habitants en el món, l’alimentació de la població mundial s’ha convertit en un problema de pes a nivell global.

Científics i agricultors han vist la resposta a aquesta situació en els bancs de llavors (també anomenats bancs de germoplasma), considerats autèntiques arques de Noé del futur. Els bancs de llavors serveixen per a protegir la varietat genètica dels cultius i, a més, permeten disposar de material de treball que servisca per a millorar les llavors i estudiar-les a fons fent-les més resistents a malalties i plagues que ataquen a les collites. Però els bancs de llavors no solament són una garantia d’alimentació en el futur. Hem de tenir en compte que les llavors són una matèria primera de la vida i que les plantes que naixen d’elles són molt més que aliments. Les plantes i vegetals són fonamentals per al nostre planeta i la nostra manera de vida perquè netegen l’aire que respirem, filtren l’aigua, ens proporcionen fibres i fusta i són font primària per a l’elaboració de medicaments.

Banc Mundial  de Llavors de Svalbard

Vist des d’un punt de vista global les llavors són un patrimoni que hem de lluitar per preservar. El Banc Mundial de Llavors de Svalbard, situat a una glacera de l’arxipèlag noruec del mateix nom, és una gran caixa forta enclavada en el gel que alguns han definit com la millor pòlissa d’assegurança per al subministrament d’aliments de la humanitat. Està dissenyada a prova d’amenaces d’origen natural i humà, com a explosions, robatoris o inundacions i la seua funció és preservar les milers de varietats de llavors que serveixen com a font d’aliment a la població mundial. Però Svalbard no és l’únic banc de llavors que existeixen. L’Estació Experimental Pavlovsk, inaugurada pel genetista rus Nikolai Vavilov prop de Sant Petersburg el 1926, posseeix una col·lecció de més de 5.000 varietats de llavors i és una de les col·leccions més antigues del món. L’altre gran projecte d’aquest tipus que podem destacar és el Banc de Llavors del Mil·lenni, coordinat des del Botànic de Kew (Regne Unit) i que se centra en la conservació de plantes silvestres en perill d’extinció. Es calcula que en el planeta existeixen entre 60.000 i 100.000 espècies de plantes a punt de desaparèixer. Fins ara el Banc de Llavors del Mil·lenni ha centrat la seua atenció en els punts calents del planeta com els ecosistemes que poden desaparèixer amenaçats pel canvi climàtic i s’estima que ja s’han arreplegat i catalogat més del 10 % de les espècies silvestres del món. L’objectiu d’aquest projecte és arribar a tenir el 25 % de les espècies silvestres en les seues càmeres l’any 2020.

Banc de Llavors del Mil·lenni

Normalment, els bancs de germoplasma intercanvien entre ells mostres de material vegetal conservat com una forma de compartir equitativament beneficis que es deriven de l’ús dels recursos agrícoles i alimentaris.

La clau està en la coberta

En l’actualitat, el més important és el rendiment i els bancs de germoplasma necessiten regenerar les seues reserves. Caldria trobar estratègies que permeten que les llavors siguen viables durant més temps. Així s’ampliarien els terminis de regeneració per als bancs de germoplasma i alhora es reduiria la despesa de compra de llavors que repercuteix directament en els agricultors.

Un estudi recent que treballa en aquesta línia ha obert un nou camp de recerca centrant els seus objectius en l’enduriment de la coberta de les llavors, una capa protectora responsable d’obstaculitzar l’entrada de l’oxigen i que també frena el seu envelliment. L’estudi, realitzat per investigadors del CSIC en col·laboració amb l’Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (centre mixt del CSIC i la Universitat Politècnica de València) i la Unitat de Recerca en Genòmica Vegetal de l’institut Evry, ha sigut publicat en la revista científica Plant Physiology i ha consistit a reforçar a través de l’enginyeria genètica la coberta d’unes llavors de l’espècie Arabidopsis thaliana, una crucífera nativa d’Europa i Àsia que té la peculiaritat d’haver sigut la primera planta el genoma de la qual es va seqüenciar per complet.

Arabidopsis thaliana

La clau d’aquest estudi està en un gen anomenat ATHB25. Les plantes que expressen l’ATHB25 tenen la capacitat de generar major quantitat de gibberel·lina, una fitohormona que interromp el període de latència de la llavor i que promou el desenvolupament de les seues estructures. La gibberel·lina fa que la capa de protecció de la llavor aconseguisca una major grandària i per tant siga més resistent. Aquesta major protecció de la coberta permet que la llavor puga viure durant més temps.

Funcionament de la fitohormona gibberel·lina

Per a realitzar aquest estudi es va analitzar la longevitat de 100.000 línies d’Arabidopsis modificades, és a dir, a les quals se’ls havia introduït la sobre expressió del gen ATHB25. Els investigadors van conservar les mostres durant 30 mesos en condicions d’humitat i temperatura ambient i transcorregut aquest temps, van comparar les Arabidopsis transformades genèticament amb les que estaven en estat natural. Només un 20 % de les llavors no modificades tornava a germinar mentre que quasi totes les llavors inoculades amb el gen ATBH25 –més del 90 %– iniciava de nou el procés de germinació. Ara aquests investigadors treballen mitjançant aquest mateix sistema per a aconseguir major longevitat en les llavors d’espècies amb interès agronòmic com pot ser el blat o la tomaca.

Articles relacionats:

Llavors per a acabar amb el fam en el món

CSIC: Descobreixen com augmentar la longevitat de les llavors de les plantes