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martes, 28 de agosto de 2018

Criptobiosis: La planta de la resurrección

Hormigas libando en los nectarios de Anastatica hierochuntica. 
Salwa Road, suroeste de Doha. Qatar. Abril de 2014.

Sobrevivir en un desierto no es nada fácil. La mayoría de las plantas no soportarían las duras condiciones de calor abrasador y falta de agua que caracterizan algunos de los desiertos más extremos. Para poder hacerlo, los especialistas (los xerófitos, de xeros, seqo y fitos, planta) suelen vivir en microclimas específicos que proporcionan condiciones que son solo un poco mejores que el terreno que los rodea.
Entre los mejores especialistas se encuentra la planta de la resurrección, también conocida cono Rosa de Jericó (Anastatica hierochuntica), un pariente cercano de plantas tales como la mostaza, la colza, el nabo, la col, el brocolí o el romanesco, todas ellas miembros de la familia de las brasicáceas. A. hierochuntica es una pequeña mostaza que se encuentra en todas las regiones áridas del Medio Oriente y el desierto del Sahara y se ha hecho famosa en todo el mundo por sus habilidades de "resurrección". También es objeto de mucha leyenda, por lo que hoy intentaré separar los hechos de la ficción y revelar los qué años de investigación han enseñado sobre este superviviente del desierto.
Ejemplares seco y húmedo de la Rosa de Jericó. Foto.
Desde tiempos remotos, la Rosa de Jericó se utilizaba como elemento adivinador del clima, ya que al ser un vegetal higrómetro (higro:  humedad; metros: medida), el sabio o chamán lo pronosticaba con acierto. En tiempo seco la planta permanece completamente cerrada; en tiempo húmedo, se abre con lentitud; si amenaza lluvia, se abre de manera muy vistosa y con más o menos rapidez según sea la proximidad de descarga de las nubes (véase este vídeo). La historia cuenta que antiguamente los comerciantes de Jericó las traían de Arabia como preciados talismanes para bendecir sus casas y negocios. Fin de las curiosidades. Vayamos a las evidencias.
La selección natural ha configurado a A. hierochuntica como un organismo totalmente listo para aprovechar esos momentos efímeros en los que se presentan condiciones de humedad que permiten el crecimiento favorable. A. hierochuntica se busca la vida en canales secos llamados wadis, que concentran el agua durante los períodos de lluvia. Es una planta anual, lo que significa que el período de crecimiento de cualquier individuo es muy corto. Una vez que todo el agua en el suelo arenoso de los desiertos en los que vive se ha evaporado, la planta se marchita y muere. O eso parece, porque esa muerte aparente no es el final de su historia. Con un poco de suerte, las plantas habrán sido polinizadas por las hormigas que liban ávidamente en sus nectarios florales (Foto 1) y se formarán múltiples frutos en forma de cuchara en los tallos.
Este ejemplar secoo muestra los frutos  en forma de cuchara. Foto
A medida que la cubierta muerta de la planta comienza a secarse, sus ramas se curvan en una maraña parecida a una bola en cuyo interior se encuentra la mayoría de los frutos. Así se quedará la planta, puede que durante muchos años, hasta que vuelva la lluvia. Cuando finalmente llegue, rápidamente comienzan a pasar cosas. Después de todo, quién sabe cuánto tiempo pasará antes de que llueva nuevamente. Gracias a una peculiaridad de su fisiología, los tejidos secos de A. hierochuntica son extremadamente elásticos y pueden volver a su forma y posición normales una vez hidratados. A medida que el suelo absorbe el agua, los tallos secos y las raíces justo debajo de la superficie también comienzan a absorber agua y los tallos se despliegan.
Llamar a esto resurrección es pasarse un poco de la raya. La planta no está volviendo a la vida. En cambio, sus tejidos muertos simplemente se expanden a medida que absorben líquido, como hacen las esponjas de baño. El proceso de secado y reverdecer es completamente reversible y se puede repetir muchas veces. La capacidad de la planta para hacer esto se atribuye a la presencia de trehalosa, un azúcar disacárido involucrado en varios mecanismos de criptobiosis [1].
Normalmente, el agua no llega al desierto sin lluvia y la lluvia es exactamente lo que A. hierochuntica necesita para completar su ciclo de vida. El despliegue de sus tallos expone sus frutos a los elementos. Su forma convexa de cuchara es, en realidad, una adaptación para la dispersión de semillas por la lluvia, un mecanismo denominado ombrohidrocoria (ombros: lluvia; hidro: agua: coria: dispersión). Cuando una gota de lluvia golpea la fruta, catapulta la semilla hacia afuera de la planta muerta.
Si las lluvias son ligeras, las semillas no llegan muy lejos. Tienden a agruparse alrededor del área inmediata de su progenitor. Sin embargo, si las lluvias son fuertes, las semillas pueden viajar bastante lejos. Esta es la razón por la cual uno solo encontrará a esta especie creciendo en canales. Durante las raras ocasiones en que esos canales se llenan de agua, las semillas flotan rápidamente en la corriente. De hecho, los expertos creen que la flotabilidad de la semilla de A. hierochuntica es una adaptación que evolucionó en respuesta a episodios de inundación. Es paradójico que la dispersión del agua sea un factor tan importante para una planta que crece en algunos de los hábitats más secos de la Tierra.
Para ayudar durante la germinación, las propias semillas están recubiertas de un material que se vuelve mucilaginoso al humedecerse. Cuando las semillas finalmente entran en contacto con el suelo, el mucílago se pega al suelo y hace que las semillas se adhieran a la superficie al secarse. De esta forma, pueden germinar efectivamente en lugar de ser arrastradas por el viento.
Nuevamente, las cosas suceden rápidamente en el caso de A. hierochuntica. La mayoría de sus semillas germinarán dentro de las doce horas que siguen a la lluvia. Aunque son relativamente tolerantes a la sequía, las plántulas resultantes no pueden sobrevivir sin agua. Como tal, su germinación rápida les permite sacar el máximo provecho de las condiciones húmedas fugaces.
Ejemplares creciendo en el suelo arcilloso-arenosos de un canal. Foto.
Ocasionalmente, las marañas enrolladas de estas plantas se desprenderán de la arena y, empujadas por el viento, comenzarán a moverse como pequeñas plantas rodadoras. Esto llevó a que algunos investigadores sugirieran que A. hierochuntica utiliza este mecanismo estepicursor (de estepa: espacio abierto y seco; y cursor: corredor) como una forma de dispersión de semillas mientras la empuja el viento. Aunque esto parezca una hipótesis atractiva, que de hecho se cumple en otras plantas, los expertos creen que este no es el mejor medio para diseminar propágulos. Las semillas dispersadas de esta manera tienen muchas menos probabilidades de terminar en puntos favorables para la germinación. Aunque ciertamente pueda ocurrir, es probable que esto sea algo que sucede de vez en cuando en lugar de ser una presión evolutiva  que haya dirigido la evolución de la planta.
En resumen, que la Rosa de Jericó es una oportunista resistente. Gracias a su germinación y crecimiento rápidos, puede aprovechar las raras ocasiones en que su inhóspito entorno desértico se vuelve hospitalario.© Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.


[1] La criptobiosis (crypto: oculto; biosis: vida) es un estado que consiste en la suspensión de los procesos metabólicos, en la que algunos seres vivos entran cuando las condiciones ambientales llegan a ser extremas. Un organismo en estado criptobiótico puede vivir indefinidamente hasta que las condiciones vuelvan a ser de nuevo tolerables. Los criptobiontes han sido clasificados en: a) aquellos en los que el estado criptobiótico puede aparecer solo en un específico estadio de desarrollo ontogenético y b) aquellos que pueden entrar en criptobiosis en cualquier estadio de su ciclo de vida. La primera categoría incluye especies de artrópodos, crustáceos, braquiópodos, insectos, esporas de ciertos hongos y bacterias, así como polen y semillas de algunas plantas; en tanto que la segunda categoría principalmente incluye especies de protozoarios, rotíferos, nematodos, tardígrados, ortópteros y varias especies de musgos, líquenes y algas, así como también algunas plantas superiores. El ejemplo más conocido de seres que entran en este estado son los tardígrados (del latín tardígradus, que significa movimientos lentos), conocidos como ositos de agua; son animales invertebrados capaces de vivir en cualquier parte del mundo, desde las profundidades abismales del mar hasta los lugares terrestres más inhóspitos. Existen desde hace 600 millones de años con más de 1.000 especies identificadas. Existen varios tipos de criptobiosis: 1) anhidrobiosis se da para poder sobrevivir a largos periodos sin agua, es un estado reversible y en el cual ocurre casi una pérdida total de agua en el cuerpo para la formación de la capa protectora que le permite sobrevivir. 2) anoxibiosis ocurre cuando hay una deficiencia de oxígeno en el ambiente, aunque no es considerada un tipo de criptobiosis como tal ya que no presenta la formación de una capa protectoray se basa en una captación mayor de agua que la normal. 3) criobiosis este estado permite tolerar descensos de temperatura que causan rápidos congelamientos. 4) osmobiosis es un estado que se realiza cuando se somete a un estrés osmótico, que se produce cuando hay un aumento en la concentración salina.



Bibliografía recomendada
Friedman, J. y Stein, Z.. 1980. The Influence of Seed-Dispersal Mechanisms on the Dispersion of Anastatica Hierochuntica (Cruciferae) in the Negev Desert, Israel. Journal of Ecology 68(1):43-50.
Friedman, J. et al. 1978. Water response of the hygrochastic skeletons of the true rose of Jericho (Anastatica hierochuntica L.). Oecologia (1978) 32: 289. https://doi.org/10.1007/BF00345108.
Friedman, J. et al. 1981.  Drought tolerance of germinating seeds and young seedlings of Anastatica hierochuntica L. Oecologia 51: 400-403. https://doi.org/10.1007/BF00540912.
Hegazy, A. K. y Kabiel, H. F. 2007. Significance of microhabitat heterogeneity in the spatial pattern and size-class structure of Anastatica hierochuntica L. Acta Oecologica, 31 (3): 332-342. https://doi.org/10.1016/j.actao.2007.01.006.