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miércoles, 18 de mayo de 2022

Breve (y un poco escatológica) historia del papel higiénico



Antes de inundar al mundo con refrescos de soda o con pantalones vaqueros, Estados Unidos convenció al mundo de limpiarse lo que se imaginan con un nuevo producto: el primer papel higiénico disponible comercialmente llegó a los comercios estadounidenses en 1857. 

Uno de los fenómenos más curiosos que tuvieron lugar en 2020 con el inicio de la pandemia fue la afición casi compulsiva que mostraron millones de consumidores de todo el mundo por acaparar papel higiénico. Históricamente puede considerarse como uno de los ejemplos más recientes de histeria colectiva, el equivalente posmoderno de los episodios de danzamanía de la Europa medieval o de la tulipomanía de 1637, la primera burbuja financiera provocada por la compra de bulbos de tulipán.

Desde el principio de los tiempos, la gente ha encontrado formas ingeniosas de limpiarse después hacer sus necesidades o, como decían los clásicos, de obrar del cuerpo. La solución más común era agarrar lo que se tenía más a mano: cocos, conchas, nieve, musgo, paja, hojas, hierbajos, mazorcas de maíz, lana de oveja y más tarde, gracias a Johannes Gutenberg, periódicos, revistas y páginas de libros.

Hace algunos años los arqueólogos descubrieron varillas higiénicas de 2000 años de antigüedad en las letrinas de Xuanquanzhi, una antigua base militar china de la dinastía Han que controlaba la Ruta de la Seda. Los instrumentos, cortados con bambú y otras maderas, parecían espátulas cuyos extremos estaban envueltos en tela y contenían restos de heces.

Réplica de un xilospongio romano. Dominio público.


Los antiguos griegos usaban arcilla y piedra. Los romanos usaban esponjas colocadas en el extremo de unos enseres domésticos o comunales llamados tersorios o xiloespongios que podían usarse una sola vez o limpiadas en un balde de vinagre o agua salada para reutilizarlas, aunque no está claro si eran utilizadas más como las modernas escobillas de inodoro que como instrumento higiénico íntimo.

El ejemplo más famoso de esos enseres higiénicos romanos antiguo proviene del siglo I d. C., cuando en sus Epístolas Séneca contó la historia del gladiador germano que, después de años de maltrato, entró en las letrinas, el único lugar al que le estaba permitido acudir sin la presencia de un guardia y se suicidó metiéndose por la garganta el palo del tersorio comunal.

El papel se inventó en China en el siglo II a. C. y el primer uso documentado de papel higiénico se remonta al siglo VI en la China medieval. En ese momento era un producto exclusivo destinado a las clases altas. Hoy en día, cada año los chinos usan casi siete mil millones de kilómetros de rollos de papel higiénico, más que cualquier otro país.

¿De dónde surgió la idea de un producto comercial diseñado únicamente para limpiarse el trasero? La historia comenzó hace unos 150 años en Estados Unidos. En menos de un siglo, el ingenio publicitario del Tío Sam convirtió algo desechable en algo indispensable.

Cómo comenzó el papel higiénico

Los primeros productos diseñados específicamente como precursores del papel higiénico fueron láminas de cáñamo de manila con infusión de aloe que se dispensaban en cajitas metálicas o de cartón inventadas en 1857 por Joseph Gayetty, un empresario neoyorquino que anunciaba que sus gasas prevenían las hemorroides. Pero el éxito del Gayetty's Medicated Paper fue limitado. Los estadounidenses pronto se acostumbraron a limpiarse con el catálogo de Sears Roebuck y no veían la necesidad de gastar dólares en algo que llegaba gratis por correo.

Réplicas de los paquetes del Gayetty`s Medicated Paper utilizados en la Guerra de Secesión. Foto cortesía de Sutler.

Gayetty no logró comercializar con éxito su papel higiénico. El invento era interesante, pero los consumidores tenían que comprar el producto en paquetes de 500 hojas, lo que costaba medio dólar, el equivalente a unos quince dólares actuales.

El papel higiénico dio su siguiente paso al frente (o, mejor dicho, hacia atrás) el 25 de julio de 1871, cuando la Oficina de Patentes concedió a Seth Wheeler una patente basada en la idea de poner papel higiénico en rollos perforados. En 1890, los hermanos Clarence y E. Irvin Scott (sí, los de la marca del famoso perrito) popularizaron el concepto: pusieron papel higiénico en un rollo y comenzaron a empaquetar individualmente los rollos para venderlos en droguerías y farmacias. Se embarcaron en un viaje por los retretes que los haría famosos y archimillonarios.

La patente de papel perforado de Seth Wheeler fue un desarrollo necesario para el éxito final del papel higiénico comercial. Imagen original de la Oficina de Patentes de Estados Unidos.

 

La marca de los Scott un gran éxito porque levantaron un negocio que se sostenía vendiendo papel higiénico a hoteles, droguerías y farmacias. Pero conseguir que el público comprara masivamente el producto fue una dura batalla, motivada en gran parte porque, como ocurrió con la invención de la compresa, los pacatos estadounidenses se avergonzaban de sus funciones corporales.

«Nadie se atrevía a pedirlo por su nombre. Era tan tabú que ni siquiera podías hablar sobre el producto», escribe Dave Praeger en La cultura de la caca: cómo se moldeó América gracias a su producto nacional más bruto. De hecho, durante sus primeros años como fabricantes, los hermanos no comercializaron su papel higiénico como Scott Tissue porque no querían ensuciar el apellido familiar con un producto tan “lascivo”.

Vendían el papel higiénico a comerciantes privados que luego lo distribuían empaquetado bajo dos mil marcas diferentes. Los Scott continuaron con esta práctica hasta 1903 cuando, bajo la dirección de Arthur Hoyt Scott, hijo de Irvin Scott, la Scott Paper Company comenzó a producir papel higiénico bajo la marca Scott Tissue. Con el paso del tiempo, los papeles higiénicos se convirtieron lentamente en un elemento básico de los hogares de Estados Unidos desde donde comenzó a extenderse internacionalmente. En 1925 la Scott Paper Company era líder mundial de ventas de papel higiénico.

Aunque el éxito del Scott Tissue lo convirtió en un nombre familiar, publicitarlo fue al principio un gran desafío para la empresa. De hecho, la aceptación pública generalizada del producto no se produjo oficialmente hasta que la sanidad y una nueva tecnología doméstica hicieron de su uso una necesidad.

 

Rollo vintage de Scott TissueFoto cortesía de Corporación Kimberly-Clark.

Arthur Scott se dio cuenta de que la empresa necesitaba publicidad de alto nivel, pero como las tiendas se negaban a mostrarla y la gente se negaba a hablar de ella, crearla no era un asunto fácil. Su oportunidad surgió cuando un producto que ya era muy popular se presentó como un artículo que promovía la higiene y la salud, lo que lo hizo más aceptable a los ojos del público.

A finales del siglo XIX, cada vez se construían más casas con retretes con descarga de agua conectados a sistemas de fontanería domésticos. Como la gente necesitaba un producto que pudiera eliminarse con el mínimo daño a las tuberías, las mazorcas de maíz, los retazos de tela, las conchas o las piedras, ya no servían. En poco tiempo, los anuncios de papel higiénico presumían de que el producto era recomendado tanto por médicos como por fontaneros.

 

Un anuncio de Scott Tissue de 1945 enfatiza la salud de los niños. Joy Northrup / Flickr.com

Hasta bien entrado el siglo XX, el papel higiénico todavía se comercializaba como un artículo sanitario. Pero en 1928, la Hoberg Paper Company intentó un camino diferente. La empresa introdujo una marca llamada Charmin e imprimió el producto con un logotipo que representaba a una mujer hermosa. La genialidad de la campaña fue que, al mostrar suavidad y feminidad, evitaban mencionar el propósito real del papel higiénico. Charmin tuvo un enorme éxito y la táctica ayudó a la marca a sobrevivir a la Gran Depresión. Décadas más tarde, las señoritas fueron reemplazadas por bebés, perritos y oseznos, unos vehículos publicitarios que todavía tienen plena vigencia: la suavidad al poder.

 

Anuncio original del papel higiénico Charmin. Colección de la Hoberg Paper Company.

En la década de 1970 ni Estados Unidos ni el resto del mundo desarrollado podían concebir la vida sin papel higiénico. El comienzo de la manía por acumular rollos arrancó en diciembre de 1973, cuando, durante su habitual monólogo de inicio, Johnny Carson, el popularísimo presentador de Tonight Show, el programa televisivo más visto en Estados Unidos, bromeó sobre la escasez de papel higiénico. Pero los televidentes no se lo tomaron a broma.

Como había ocurrido años antes con la emisión radiofónica de La Guerra de los Mundos con la que Orson Welles logró aterrorizar al país la víspera de Halloween de 1938, después de escuchar a Carson los televidentes americanos corrieron a los supermercados para comprar la mayor cantidad de rollos que pudieron.



En España, el papel higiénico entró en los años 50 del siglo pasado a lomos de un elefante. Este era el nombre por el que se conocía popularmente la única marca que había entonces de papel de baño. El papel, en realidad, ni siquiera se llamaba Elefante. El nombre se impuso entre los consumidores porque en el envoltorio, que era de celofán de color amarillo, aparecía dibujado en rojo el paquidermo.

No había ninguna marca, solamente aparecía la leyenda un “producto patentado” y el número de usos: 400. ¿Quién habría testado esa cifra? ¿Cuál sería la capacidad de carga de sus intestinos y cuál el tamaño de su trasero? Nunca lo sabremos. Una vez rasgado el envoltorio, aparecía un papel de color tostado y de un tacto basto, aunque una de las dos caras era satinada y algo más suave, una cualidad que, para quienes lo recordamos, tampoco era para tirar cohetes porque la cara basta más que limpiar raspaba, y si se usaba la cara satinada se producía un resbalón que podía extender el achocolatado producto hasta la espalda. Sí, la experiencia de limpiarse con el papel higiénico El Elefante es de las que no se olvidan y es uno de esos enseres que agradecemos enormemente que hayan evolucionado. ¿Acaso alguien lo echa de menos?

Habida cuenta de la afición de los españoles por el suave papel blanco multicapa, parece que no se le echa en falta. Hoy, el español medio consume 81 rollos de papel multicapa al año, 6.800 rollos a lo largo de su vida, los cuales, puestos en fila, se extenderían unos 622 km, o lo que es lo mismo, 346.000 al año si se considera el consumo total del país.

Según WorldAtlas, un solo pino de tamaño medio puede producir alrededor de 1.500 rollos de papel higiénico, por lo que si usamos esa estimación concluiremos que se necesitan más de dos millones y medio de pinos para producir la cantidad de rollos necesarios para satisfacer nuestros niveles de consumo anual, y anal, dicho sea de paso.

La pregunta es, si el papel higiénico escaseara, ¿podríamos vivir sin él? La verdad es que vivimos sin él durante mucho tiempo, al menos hasta bien entrados los 70 porque hasta entonces los urbanitas españoles preferían lo que hoy siguen prefiriendo los cubanos: octavillas hechas con papel de periódico, que a su porosidad absorbente añadían la ventaja del poder antiséptico de la tinta impresa.

Incluso ahora, mucha gente no necesita el papel higiénico, que para algo inventaron los franceses el bidé, que no en vano consumen la mitad de rollos per cápita que los españoles (a pesar de que los bidés son un artefacto sanitario estándar en todos los baños celtibéricos.

En Japón, el Washlet, un inodoro que viene equipado con un bidé y un soplador de aire es cada vez más popular y ya lo produce Roca, el fabricante español. Nada nuevo: en todo el mundo el agua sigue siendo uno de los métodos más comunes de autolimpieza. Muchos lugares en la India, Oriente Medio y Asia, por ejemplo, aún dependen de un balde y un grifo.

¿Nos desprenderemos alguna vez los españoles del amado papel higiénico para adoptar más medidas para ahorrar dinero? ¿O seguiremos tirando nuestros euros? En cualquier caso, no hay ninguna razón por la que deba almacenar papel higiénico, no se preocupe: no está al borde de la extinción, así que un apocalipsis de papel higiénico es muy poco probable. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

sábado, 14 de mayo de 2022

El curioso caso de las viboreras monstruosas de las orillas del Henares

Inflorescencia de la cresta de gallo Celosia argentea


Las anomalías en la forma de los organismos han provocado un amplio abanico de respuestas humanas, desde la fascinación cercana a la adoración al aborrecimiento por considerarlas formas monstruosas que escapan al esquema designado por un inexistente creador. La teratología, una disciplina científica auxiliar de las ciencias naturales, estudia a las criaturas anormales, es decir, se ocupa de aquellos individuos de cualquier especie que se originan de forma natural sin responder al patrón común.

Teratología proviene de dos palabras del griego antiguo: theratos, que significa monstruo, y λογία que significa estudio o tratado. Es, pues, la ciencia que estudia las malformaciones congénitas o mutaciones, ya sean inviables (abortos) o viables. Para seguir avanzando en el tema, se denominan teratógenos aquellos agentes que pueden inducir o incrementar la incidencia de las malformaciones congénitas cuando actúan durante su desarrollo embrionario.

Algunas veces, la ingestión de determinadas plantas tóxicas provoca malformaciones teratológicas como la del cordero cíclope de la fotografía, cuya madre resultó intoxicada por la ingestión de Verbascum californicum, en un misterioso caso de envenenamiento que, después de causar centenares de corderos monstruosos en Idaho, tardó años en resolverse.

Las plantas pueden ver alterado su crecimiento por diversos parásitos hasta adquirir formas extravagantes o monstruosas. Varios amigos me han enviado muchas veces una curiosa forma monstruosa de la viborera Echium plantagineum, una planta muy común en ambientes humanizados como barbechos, baldíos, eriales, bordes de caminos, márgenes de huertos y otros lugares donde abundan los nitratos. De las cambiantes flores de las viboreras me ocupé hace algún tiempo en este mismo blog.

Las viboreras normales tienen tallos erguidos nacientes en número variable de una roseta de hoja floral. Sea cual sea el número de tallos, en las plantas no teratológicas cada tallo se yergue aislado de sus hermanos vecinos. En las formas teratológicas todos los tallos nacen juntos formando una masa aplastada común a modo de abanico en el que todas las varillas se hubiesen fusionado en una masa suculenta.

Echium plantagineum en la orillas del Henares. A: ejemplar teratológico. B: ejemplar normal. Fotos de Jacinto Gamo y de Vicente Ortuño, respectivamente.

Tal tipo de deformación teratológica de los tallos se conoce como “fasciación” (del latín fascia, “faja”). Se conocen desde antiguo, al menos desde 1755, cuando el gran naturalista Linneo las describió con mucha fantasía en cuanto a su origen por compresión como:

«fasciata, la que arroja muchos tallos, que juntándose en uno solo, forman como una faja; por ejemplo, en la Beta alato caule y en el Amaranthus cristatus, lo que también se consigue introduciéndolos con arte en algún lugar estrecho, del que van saliendo comprimidos y aplanados».

Los ejemplos mencionados por Linneo son la acelga y la llamada cresta de gallo, actualmente Celosia argentea, la planta fotografiada en la cabecera de este artículo, en la que su forma de cresta de gallo es tan frecuente que ha inspirado otra denominación de estas deformidades: crestaciones.

¿Qué provoca las fasciaciones?

Dejando de lado la imaginativa explicación que ofrecía Linneo, las fasciaciones suelen ir acompañadas de otras deformaciones como la reducción y la multiplicación de hojas y foliolos deformes. Aparecen en multitud de especies herbáceas o leñosas y no suelen afectar ni a la totalidad de la planta ni al conjunto de una población. Normalmente afectan a plantas aisladas, pero a veces pueden encontrarse varios ejemplares cercanos con deformidades similares. En algunas plantas ornamentales estas alteraciones pueden llegar a ser un rasgo apreciado como ornamentales, como ocurre con los cactus y las euforbias suculentas o con la mencionada cresta de gallo.

Saguaros (Carnegeia gigantea). El ejemplar de la derecha presenta una notable crestación. Saguaro National Park, Arizona.

Cuando hace algunas décadas yo era estudiante de biología, el principal sospechoso de causar las fasciaciones era la actinobacteria Rhodococcus fascians, al menos por la alusión implícita en su nombre específico. En este caso, como en las buenas novelas policíacas y, habida cuenta de que los fitopatólogos han demostrado que R. fascians solamente causa unas agallas foliosas en ciertas plantas, el culpable no era el principal sospechoso.

Para descubrir al responsable hubo que esperar hasta 2017, cuando pudo confirmarse que las verdaderas fasciaciones son provocadas por otros microorganismos, los fitoplasmas, de los que hay varios grupos que afectan a diversas plantas hospedantes. Los fitoplasmas son un grupo raro de bacterias sin pared celular (Mollicutes) que viven en los tejidos conductores de los vegetales o en el interior de sus insectos vectores, y causan diversas enfermedades en las plantas.

Los fitoplasmas son transmitidos por insectos chupadores del orden Hemiptera, entre otros por los de la familia Cercopoidea que se multiplican en el interior del insecto y persisten en él hasta su muerte. En el caso de las viboreras que nos ocupan, es muy probable que el vector sea una especie de Cercopis, un insecto del grupo de las cigarrillas espumeantes que, con el aparato bucal picador chupador, inocula el microorganismo en algunos pies de planta.

Cercopis vulnerata

Posados en las viboreras de las orillas del Henares, mi colega, el entomólogo Vicente Ortuño, ha visto posados ejemplares de Cercopis como el que aparece en la fotografía. Blanco y en vasija, leche fija. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

domingo, 17 de abril de 2022

El lenguaje oculto de los hongos



Los resultados de una investigación sobre ciertas respuestas de los hongos a su entorno manifestadas mediante picos en el potencial eléctrico de sus células apuntan a que entre ellos pudiera existir algún tipo de biocomunicación.

Casi todos los organismos se comunican entre sí de una forma u otra a través de lenguajes muy conocidos como cortejos nupciales, danzas de apareamiento, chillidos y bramidos de los animales, hasta las señales químicas invisibles emitidas por las hojas y raíces de las plantas. Pero ¿y los hongos? ¿Son los hongos tan inanimados como parecen, o hay algún lenguaje oculto bajo superficie? El punto clave del debate puede centrarse alrededor de dos cuestiones: ¿Pueden comunicarse entre sí los hongos? Si la respuesta es afirmativa, ¿poseen los hongos lo que llamamos lenguaje?

Los hongos son un mundo aparte (un reino diferente, usando la terminología adecuada). Nada tienen que ver con las plantas y, por el contrario, presentan algunos atributos que los acercan a los animales. Lo que caracteriza básicamente a las plantas son dos cualidades: sus paredes celulares están endurecidas por un polímero, la celulosa, y son autótrofas, es decir, son capaces de elaborar sus propios alimentos gracias a la fotosíntesis.

Los animales, por su parte, son heterótrofos, es decir, dependen de otros organismos para alimentarse y sus células carecen de una pared endurecida como la de las plantas. Eso no impide que algunos animales, como los insectos o los crustáceos, posean exoesqueletos cuyas paredes celulares están endurecidas. En muchos de esos esqueletos, el compuesto químico que los endurece es un polímero, la quitina.

Los hongos son heterótrofos que, como los animales, se alimentan mediante digestión, entendiendo por tal la emisión de fluidos corporales (en el caso de los animales piense en los jugos gástricos) capaces de descomponer la materia orgánica compleja en unidades sencillas a las que llamamos nutrientes. Hongos y animales, pues, digieren. El cuerpo de los hongos pluricelulares, el micelio, está formado por células alargadas llamadas hifas, cuyas paredes están revestidas por quitina. Heterotrofia y quitina, dos características “animales”.

Si los hongos se parecen más a los animales que a las plantas, ¿por qué los estudian los botánicos? La respuesta es sencilla: por tradición. La clasificación de los organismos arranca en la antigüedad siguiendo un concepto aristotélico. Aristóteles distinguía entre entes animados e inanimados. Los inanimados eran, básicamente, piedras y rocas. Los animados, todos los demás. Entre estos, los había móviles, que para Aristóteles eran los animales, e inmóviles (aparentemente, diríamos hoy), en los que incluía a plantas y hongos. De los animales se encargaría la Zoología, de los inmóviles la Botánica. Y así hasta ahora.

Dejemos ahora esa digresión y pasemos al asunto de la comunicación. Como los seres humanos somos animales, consideramos que la comunicación es, o puede ser, un atributo propio de todos los animales y, por lo mismo, no nos llevamos las manos a la cabeza cuando oímos hablar de las relaciones comunicativas de delfines, ballenas, muchas aves o de nuestros primos los simios.

Todos ellos son vertebrados dotados de sistema nervioso, pero hay un cuerpo emergente de estudios sobre el lenguaje de criaturas sin sistema nervioso e invertebrados. La biocomunicación en ciliados incluye señalización intracelular, quimiotaxis como expresión de comunicación, señales para el tráfico de vesículas, comunicación hormonal y feromonas.

El campo del lenguaje de los insectos tuvo su pionero más reconocido en Karl von Frisch que obtuvo el Premio Nobel de Medicina de 1973 por la investigación y el descubrimiento del lenguaje de las abejas. En 1971 se expuso por primera vez la cuestión del lenguaje de las hormigas y de cómo las especies hospedadas por estas pueden comunicar su lenguaje. A principios de la década de 1980, se propuso el análisis del lenguaje de las hormigas utilizando enfoques de teoría de la información. El enfoque tuvo éxito en gran medida en el análisis de las capacidades cognitivas de esos insectos sociales.

Las plantas no tienen cerebro, las plantas no tienen ni una sola neurona, de manera que, aplicando criterios neurobiológicos, no pueden considerarse “inteligentes, pero también sabemos que perciben lo que sucede a su alrededor, se defienden contra sus depredadores, engañan a sus presas e incluso se comunican entre ellas.

Los procesos de comunicación de las plantas se consideran principalmente interacciones mediadas por señales químicas y no simplemente un intercambio de información. Las evidencias de diferentes tipos de "palabras" químicas en las plantas se presentaron en sendas investigaciones de la pasada década (1, 2). Además, una concepción modificada del lenguaje de las plantas se ha considerado por algunos como un camino (un tanto esotérico) hacia «la desobjetivación de las plantas y el reconocimiento de su valor y dignidad inherentes».

El hongo Schizophyllum commune fue el que ofreció más respuestas "léxicas" en los ensayos

 

Una investigación recién publicada sugiere que los hongos tienen un complicado "lenguaje" eléctrico propio mediante el cual podrían usar "palabras" y formar "oraciones" para comunicarse con los vecinos. Recuérdese a este respecto que casi toda la comunicación dentro y entre animales multicelulares implica a células altamente especializadas (o neuronas). Estos transmiten mensajes de una parte de un organismo a otra a través de una red conectada llamada sistema nervioso.

El "lenguaje" del sistema nervioso comprende patrones distintivos de picos de potencial eléctrico (también conocidos como impulsos), que ayudan a las criaturas a detectar y responder rápidamente a lo que está sucediendo en su entorno. Al medir la frecuencia y la intensidad de los impulsos, es posible desentrañar y comprender los idiomas utilizados para comunicarse dentro y entre los organismos en todos los reinos orgánicos.

Los hongos no tienen ni cerebro ni una sola neurona, pero a pesar de carecer de esos atributos, parecen transmitir información utilizando impulsos eléctricos a través de sus hifas, los filamentos que forman una red delgada llamada micelio que une colonias de hongos bajo el suelo. Estas redes son notablemente similares a los sistemas nerviosos de los animales.

Los hongos micorrízicos (hongos parecidos a hilos casi invisibles que forman asociaciones íntimas con las raíces de las plantas) tienen extensas redes en el suelo que conectan las plantas vecinas. A través de estas asociaciones, las plantas generalmente obtienen acceso a los nutrientes y la humedad suministrados por los hongos desde los poros más pequeños del suelo. Esto amplía enormemente el área de la que las plantas pueden obtener sustento y aumenta su tolerancia a la sequía. A cambio, la planta transfiere azúcares y ácidos grasos a los hongos, lo que significa que ambos se benefician de la relación.

Los experimentos con plantas conectadas únicamente por hongos micorrízicos han demostrado que cuando una planta dentro de la red es atacada por pulgones, las respuestas de defensa de las plantas vecinas también se activan. Parece que las señales de advertencia se transmiten a través de la red fúngica.

El micelio de los hongos micorrícicos permite relaciones simbióticas con las plantas


Otras investigaciones han demostrado que las plantas micorrizadas pueden transmitir algo más que información a través de los micelios. En algunos estudios, parece que las plantas, incluidos los árboles, pueden transferir compuestos a base de carbono, como azúcares, a sus vecinos. Estas transferencias de carbono de una planta a otra a través del micelio fúngico podrían ser particularmente útiles para apoyar las plántulas a medida que germinan.

En la investigación que acaba de publicarse el científico informático Andrew Adamatzky de la Western England University en Bristol, Inglaterra, sugiere que los hongos tienen un "lenguaje" eléctrico propio, mucho más complicado de lo que nadie pensaba anteriormente. Usando pequeños electrodos, Adamatzky registró los impulsos eléctricos rítmicos transmitidos a través del micelio de cuatro especies diferentes de hongos.

Adamatzky encontró que los impulsos variaban en amplitud, frecuencia y duración. Al hacer comparaciones matemáticas entre los patrones de estos impulsos con los más asociados típicamente con el lenguaje humano, concluye forman la base de un lenguaje que comprende hasta 50 palabras organizadas en oraciones.

Esa interpretación plantea la posibilidad de que los hongos tengan su propio lenguaje eléctrico para compartir entre ellos o incluso con socios más distantes información específica sobre recursos y fuentes potenciales de peligro.

Aunque interpretar los picos eléctricos en el micelio como un lenguaje resulte atractivo, existen formas alternativas de interpretar los nuevos hallazgos, porque el ritmo de los pulsos eléctricos se parece bastante a la forma en que los nutrientes fluyen a lo largo de las hifas y, por lo tanto, dichos pulsos pueden reflejar procesos dentro de las células fúngicas que no están directamente relacionados con la comunicación.

Lo que parece obvio es que se necesita más investigación antes de que podamos decir con certeza qué significan los impulsos eléctricos detectados en el estudio de Adamatzky. Lo que podemos concluir por el momento es que los picos eléctricos son, potencialmente, un nuevo mecanismo para transmitir información a través del micelio que puede tener implicaciones importantes para nuestra comprensión del papel y la importancia de los hongos en los ecosistemas. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

sábado, 9 de abril de 2022

Cervantes en el Jardín



Alrededor de la entrega del premio Cervantes de este año, los días 22, 23 y 24 de abril el Real Jardín Botánico de la Universidad de Alcalá ha organizado unos itinerarios botánico-literarios y una exposición temática destinados a dar a conocer las plantas citadas en las obras del autor de El Quijote.

En toda la obra de Cervantes aparecen 1.400 citas de plantas que corresponden a 184 especies, y en El Quijote unas 500 citas y 116 especies. Son muchas referencias para alguien que no tenía más relación con la Botánica que la propia de su tiempo y para quien los conocimientos que podría haber adquirido sobre la materia eran los propios de un hombre curtido en la universidad de la vida y de un lector insaciable («yo soy aficionado a leer, aunque sean los papeles rotos de las calles»), nunca de los estudios de humanidades, que cursó en Sevilla y en Madrid, entre 1564 y 1568.

En general, el estudio de las plantas durante el siglo XVII era tarea de médicos y boticarios y, por tanto, orientados hacia el conocimiento de las virtudes medicinales de las plantas. Entre las varias alusiones que hay en El Quijote a tales virtudes no pueden olvidarse las del ruibarbo, que prescribía el Cura para purgar la demasiada cólera de Don Belianís de Grecia, ni el bálsamo de Fierabrás, ni el de romero, aceite, vino y sal que Don Quijote confeccionó y se administró en la Venta.

En el capítulo XVIII, cuando a la vista de que le faltan las alforjas, Sancho indica a su amo el recurso de las hierbas, este le responde: «Con todo eso tomara yo ahora más aina un cuartal de pan o una hogaza y dos cabezas de sardinas arenques, que cuantas yerbas describe Dioscórides, aunque fuera el ilustrado por el doctor Laguna», una referencia culta a los méritos del Dioscórides anotado, un libro publicado en Amberes en 1555 por el médico naturalista Andrés Laguna, catedrático en Alcalá, que sirvió para generalizar en España los conocimientos botánicos de la época.

No cabe duda de que Cervantes estaba familiarizado con lo que estaba sucediendo en los campos españoles con la vegetación natural. En los tiempos de Cervantes, la España rural vivía sujeta al pleno dominio de la Mesta. Desde los Reyes Católicos, y durante todo el reinado de Carlos V y de su hijo Felipe II, la política económica de la nación estaba encauzada hacia la protección de la ganadería y del comercio de la lana, que a comienzos del XVI había llegado a su apogeo cuando pasaban de tres millones y medio las merinas que se aprovechaban de los leoninos privilegios concedidos por la Monarquía en detrimento de la agricultura y de los montes, pues se permitía que los ganaderos tomaran posesión permanente de un campo si los rebaños lo ocupaban, sin que se enterase su dueño, durante una temporada de dos meses; esa fue la base de las apropiaciones de montes y de la invasión desenfrenada de la propiedad pública y la causa de la disminución y el destrozo de los bosques que constituían nuestra vegetación autóctona más evolucionada.

De todo ese panorama hay un reflejo en la obra de Cervantes, en cuyos textos, sobre todo en El Quijote, queda manifiesto la preponderancia de la ganadería por el conjunto de personajes y episodios en que intervienen pastores, cabreros y rebaños, a la que no es ajena la curiosa decisión final del desengañado hidalgo de convertirse en pastor: «[…] bien querría, ¡oh Sancho!, que nos convirtiésemos en pastores, siquiera el tiempo que tengo de estar recogido. Yo compraré algunas ovejas y todas las demás cosas que al pastoral ejercicio son necesarias, y llamándome yo el pastor Quijotiz y tú el pastor Pancino, nos andaremos por los montes, por las selvas y por los prados [...]».

La encina es, con mucho, la especie arbórea más aludida por don Miguel. Son más de veinte citas en El Quijote y más de cincuenta en el total de la bibliografía cervantina en las que se nombra concretamente la encina o se habla de sus frutos, las bellotas, que en muchas ocasiones comen sus personajes como postre de sus refrigerios o como principal componente de sus almuerzos.

Recordemos aquel puñado de bellotas avellanadas del discurso Dichosa edad y siglos dichosos aquellos a quien los antiguos pusieron nombre de dorados, en el que Cervantes por boca del Ingenioso Hidalgo dice: «[…] a nadie le era necesario para alcanzar el ordinario sustento tomar otro trabajo que alzar la mano y alcanzarle de las robustas encinas que liberalmente estaban convidando con su dulce y sazonado fruto», lo que viene a corroborar la hipótesis de una mayor difusión de las encinas en los tiempos anteriores a los de esa arenga a los cabreros.

Es muy lógico que, a esta especie, a la que por tantos motivos corresponde el título de árbol emblemático de España, le corresponda también tal preminencia en la obra maestra de nuestra literatura, ya que casi toda ella se desarrolla en territorios de los que fueron, o eran todavía, dominios naturales del encinar. Es más que probable que sigan dando bellotas muchas encinas de las que pudo ver Cervantes, entre las cuales, sentados junto a ellas o encaramados en sus copas, suceden los muchos episodios que ponen de manifiesto la condición y carácter de los personajes de El Quijote.

Ya en la primera salida, a poco de abandonar la venta el recién investido caballero, oyó salir de la espesura de un bosque los lamentos de Andrés, el muchacho al que estaban azotando atado al tronco de una encina, a cuyo reclamo acudió don Quijote a socorrerlo; de una encina o de un roble piensa don Quijote desgajar una rama para sustituir su lanza, imitando a Diego Pérez de Vargas, de sobrenombre Machuca; en el tronco de una desmochada encina se sienta el pastor Antonio para tocar el rabel y entonar su amoroso canto; emboscados en el encinar, junto a El Toboso, aguardan la noche para que vaya Sancho a entrevistar a Dulcinea; al pie de una robusta encina estaba dormitando don Quijote cuando surgió la aventura del Caballero del Bosque; en una alta encina se subió Sancho y de ella quedó colgado, cuando huía de un jabalí en la montería organizada por los duques; por último, en el camino de Zaragoza a Barcelona, al cabo de seis jornadas, les cogió la noche entre unas espesas encinas o alcornoques, que en esto no consiguió Cide Hamete la precisión que suele.

En jardines y huertos, junto a pozos y norias, Cervantes despliega verduras, hortalizas y árboles frutales. Como muestra sirvan algunos botones: «Junto con ser jardín, era una huerta, un soto, un bosque, un prado, un valle ameno» (Viaje del Parnaso); «De sus cultivados jardines, con quien los huertos Espérides y de Alcino pueden callar» (La Galatea); «los montes nos ofrecen leña de balde; los árboles, frutas; las viñas, uvas; las huertas, hortaliza» (La gitanilla); «amanecía sentado al pie de un granado, de muchos que en la huerta había» (El casamiento engañoso).

Algunas plantas propias de los huertos se mencionan en sentido simbólico o como comparación: «como si fuera un nabo» (El Quijote I); «porque sus cuellos, por la mayor parte, han de ser siempre escarolados, y no abiertos con molde», «como yo esté harto, eso me hace que sea de zanahorias que de perdices» o «los moros son amigos de berenjenas» (El Quijote II). Otras plantas citadas para aderezar o aliñar, son la alcaparra, el anís, el azafrán, la mostaza, el orégano, la pimienta y el tomillo.

Los jardines constituyen la naturaleza domesticada. Cervantes se refiere a ellos en el prólogo de las Novelas Ejemplares: «Horas hay de recreación, donde el afligido espíritu descanse. Para este efecto se plantan las alamedas, se buscan las fuentes, se allanan las cuestas y se cultivan con curiosidad los jardines». Algunas de las plantas ornamentales que cita son alhelíes, amarantos, azucenas, claveles, clavelinas, hiedras, jazmines, juncias, lirios, madreselvas y rosas. Estas y los rosales son los más citados.

En sentido figurado aparecen en muchos textos ciertas partes de las plantas: «quitarme allá esas pajas», «que así a humo de pajas hago esto», «los árboles destas montañas son mi compañía», «que la escribiésemos, como hacían los antiguos, en hojas de árboles», «flor de la fermosura», «los demás días se los pasaban en fl ores», «arma de las flores de oro», “la flor de la honestidad», «flor de la caballería andante», «de fruta seca», coger el fruto de nuestros trabajos» o «quitar de sobre la faz de la tierra tan mala simiente» (Quijote I); «raíces tiene tan hondas echadas», «que como raíz escondida, que con el tiempo venga después a brotar, y echar frutos venenosos en España», «mándole yo a los leños movibles» -que era ir a remar a galeras-, «no la ha cortado el estambre de la vida» o «que todo sería de poco fruto» (Quijote II); «enderezando las tiernas varas de su juventud» o «árbol en cuyo tronco no se hubiese sentado a cantar» (El casamiento engañoso).

En conclusión, la naturaleza juega un papel importante en la literatura cervantina y el análisis de su obra ayuda a configurar el imaginario del mundo vegetal hace cuatro siglos.

sábado, 2 de abril de 2022

Unas extrañas plantas parásitas

 

Conocida en algunas regiones españolas como jopo de cordero, pijolobo, rabo de cordero o jopo amarillo, Cistanche phelypaea subsp. lutea es una planta que, como el resto de los miembros de la familia Orobancáceas, desafía algunos de los atributos característicos de la mayoría de las plantas. No produce verdaderas hojas (posee hojas escamosas reducidas y algo carnosas de color gris o amarillo) ni clorofila (por eso no es verde) y todo lo que se puede observar cuando emerge del suelo son sus extrañas estructuras reproductivas. Son tan extrañas, que más de uno las confunde fácilmente con hongos.

El pijolobo vive sobre terrenos arenosos o salinos, como las márgenes de marismas y albuferas, o semiáridos, margosos y yesíferos, parasitando a otras plantas, especialmente de la familia Amarantáceas o de aulagas como Launaea arborescens y tarayes (género Tamarix).

El pijolobo es un parásito obligado, lo que significa que no puede sobrevivir si no consigue aproximarse a las raíces de una planta hospedante. Para germinar, las semillas del pijolobo deben estar muy cerca de las raíces de la planta adecuada. Algunas investigaciones con otras plantas de su familia dicen que se necesita contacto directo, mientras que otras afirman que las semillas deben estar lo suficientemente cerca como para detectar la presencia de raíces. 

Lo segundo, que exista algún tipo de señal química que desencadene el proceso de germinación es muy razonable. Para una planta que depende completamente de otra para satisfacer sus necesidades nutricionales e hídricas, no tiene sentido que sus semillas germinen en cualquier lugar que no esté cerca de las raíces de su hospedante.

Al germinar, la diminuta plántula necesita actuar rápido antes de que se agoten sus escasas reservas de energía. Mientras esté creciendo y si tiene suerte, la plántula entrará en contacto con una raíz del hospedante adecuado y comenzará a desarrollar un órgano extraño a modo de nódulo o tubérculo que emite unas ramificaciones chupadoras (los haustorios) en forma de gancho que penetrarán en las raíces que le suministrarán agua y nutrientes. Así comienza su estilo de vida parasitario. El órgano continuará creciendo y poco a poco irá convirtiéndose en una estructura amorfa que continúa envolviendo más y más raíces del huésped.

Las células dentro del órgano parasitario penetran en los tejidos vasculares de la raíz del hospedante al que le roban todo el agua y los nutrientes que necesitará. Con el tiempo, el órgano parasitario provoca que las raíces parasitadas se abran como la copa de un arbolillo minúsculo. Al hacerlo, el pijolobo consigue aumentar superficie radicular disponible para hacer más y más conexiones.

Obviamente, todo ese proceso de extracción de agua y nutrientes supone un gran desgaste para las raíces del parasitado. Con el tiempo, el tamaño de la raíz que está dentro del órgano disminuye considerablemente hasta que los individuos parasitados mueren. Teniendo en cuenta el tamaño de algunas poblaciones de orobancáceas, cabría esperar que el hospedante se defendiera.

Que yo sepa no hay estudios fisiológicos sobre el comportamiento y las relaciones con sus víctimas de las orobancáceas españolas, pero conozco algunos que los han investigado utilizando una de sus parientes americanas, la “mazorca de osos” Conopholis americana, que parasita sobre todo las raíces de robles utilizando los haustorios que emite un grueso tubérculo basal. 

Conopholis americana. Fuente

La principal conclusión de esas investigaciones es que los robles no están indefensos contra los ataques de la “mazorca de osos”. El examen de las células dentro de los tubérculos reveló que a medida que crece el parásito el roble comienza a inundar las células infectadas con compuestos químicos ricos en taninos. Eso sirve para retardar el flujo de agua y de nutrientes hacia el tubérculo. Incluso hay evidencias de que algunos de esos taninos se transfieren al tubérculo de la mazorca de oso, lo que hace pensar que el roble está envenenando literalmente a sus parásitos, aunque lo haga poco a poco.

Es muy posible que tales defensas producidas por los parasitados sean la causa de la vida breve de los parásitos. En al menos en una investigación que he leído no se encontraron ejemplares de más de trece años y su edad media se estima en alrededor de diez. Quizás sea que un período temporal de poco más de una década sea todo lo que la mazorca de oso puede soportar una vez que su roble hospedante comience a contraatacar.

Vida corta, pero reproducción muy eficaz: las poblaciones de mazorca de osos pueden ser sorprendentemente fecundas. Las plantas alcanzan la madurez reproductiva después de unos tres años de su germinación. Florecen en primavera, la estación en la que se dejan ver cuando sus tallos emergen del suelo cubiertos de espirales de flores tubulares de color amarillo.

Aunque una población densa de mazorca de osos en flor pueda parecer una bendición para los polinizadores, no parece que atraigan a muchos. Por lo que he podido saber, los abejorros son prácticamente los únicos insectos que visitan las flores y lo hacen muy pocas veces. Al parecer, las flores no producen ningún olor detectable ni producen néctar. Supongo que la única recompensa real es una escasa producción de polen, cuya elaboración es muy costosa para cualquier planta.

No importa el desdén de los potenciales polinizadores, la mazorca de osos tiene un buen truco reproductivo para asegurar la autoproducción anual de cientos de semillas. La anatomía de las flores es tal que, en la madurez, las anteras (las estructuras productoras de polen) están en contacto directo con el estigma (la estructura del extremo del ovario en la que se deposita el polen). Por eso, aunque no sea visitada por ningún insecto, la planta seguirá clonándose año tras año.

Una vez fertilizada, cada planta produce decenas de frutos grandes repletos de semillas. El tallo cargado de frutos se parece a una extraña mazorca de maíz y de ahí procede parte del nombre de la planta. La referencia a los osos alude al hecho de que estos plantígrados se las zampan completas, con frutos y tallos.

Los ecólogos que investigan en el sur de los Apalaches saben muy bien que en las temporadas en las que fructifican las mazorcas los excrementos de los osos aparecen cargados de frutas y semillas de Conopholis americana. Por suerte para ella, sus semillas pasan ilesas a través de las entrañas de los animales. Con suerte, con un poco de suerte, al menos uno de esos animales vaciará su contenido intestinal en una zona del bosque rica en robles.

Y puestos a tener más suerte, algunas de esas semillas podrían encontrarse cerca de una raíz de roble para que comience el proceso de desarrollo de una nueva mazorca. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

domingo, 27 de marzo de 2022

Cómo conseguir sandías sin semillas


En lo que se refiere a la duración de su vida y siempre con excepciones, las plantas pueden dividirse en dos grandes grupos: perennes y anuales. Las primeras viven dos años o más (las más longevas viven 5.000 años), en el transcurso de los cuales florecen, fructifican y producen semillas.

Las plantas anuales solo tienen una temporada de vida, a veces tan corta que en algunas plantas efímeras dura unos pocos días, durante los cuales germinan a partir de las semillas producidas por sus progenitoras el año anterior, crecen, florecen y fructifican para producir semillas y con ellas la siguiente generación. Como puede deducirse, para estas plantas es fundamental producir semillas, porque sin ellas no hay descendencia.

Así las cosas, ¿qué ocurre con plantas anuales como las sandías que en los últimos años se comercializan cada vez más sin semillas. ¿Cómo es posible que se garantice la producción año tras año sin las imprescindibles semillas? La respuesta es doble: por la asombrosa plasticidad genética de las plantas y por la capacidad transformadora de la investigación científica.

La sandía, Citrullus lanatus, una planta anual originaria de África, se cultiva en todo el mundo debido a su fruto, una pepónide de enorme tamaño (normalmente más de cuatro kilos, aunque el récord lo ostenta una de 120 kilos), carnosa y jugosa (más del 90% es agua), con pulpa de color rojo y de sabor generalmente dulce. Cuando las presentan, sus muchas semillas pueden llegar a medir 1 cm de longitud, son de color negro, marrón o blanco y ricas en vitamina E, que se han utilizado en medicina popular y se consumen tostadas como alimento.

Los avances de la biotecnología experimentaron un extraordinario auge desde los albores del siglo pasado y allanaron el camino para muchos alimentos que hoy nos resultan familiares, pero que habrían dejado estupefactos a nuestros padres. Entre esos alimentos se cuentan las sandías sin semillas. 

La colosal producción de sandías

La producción mundial de sandías en 2018 superó los cien mil millones de toneladas. España ocupa el décimo tercer lugar entre los países productores con 1,93 millones de toneladas (0’83%). No he encontrado información sobre la producción española de sandías con y sin semillas, pero por los datos del Departamento de Agricultura estadounidense me entero de que su cosecha de sandías sin semillas superó en 2021 a la de las sandías con semillas en una proporción de 13 a 1. Supongo que en España la proporción será muy similar.

Desde el punto de vista biológico, la cuestión básica es cómo se pueden obtener frutos sin semillas de una planta anual cuyo único modo de reproducción son esas mismas semillas. La respuesta al dilema que cada año plantean las sandías está en las investigaciones del botánico estadounidense Albert Francis Blakeslee (1874-1954), continuadas y ampliadas por las del japonés Hitoshi Kihara (1893-1986), dos de los biotecnólogos de plantas más destacados del siglo XX. 

Polinización sin reproducción

Las semillas se desarrollan cuando los granos de polen germinan en el estigma de una flor y los tubos polínicos crecen hacia el ovario para llevar los gametos masculinos hasta los óvulos. Estos se transformarán en semillas una vez fecundado el gameto femenino (técnicamente una oosfera) que contienen. Durante el proceso de fecundación, el ovario que rodea a los óvulos resulta estimulado por una batería de hormonas que lo convierten en un fruto en cuyo interior residen las semillas que, a su vez, contienen el embrión (Figura 1). 

Figura 1


Si está pensando en que la formación de semillas podría evitarse si se pudiera impedir la polinización, tiene mucha razón. Claro que sin granos de polen (y sin los gametos masculinos que contienen) no tendría semillas… pero tampoco frutas. Las frutas grandes, dulces y carnosas son costosas de producir para una planta, pero la inversión vale la pena si la fruta atrae a los animales para que dispersen sus semillas.

Evitar la polinización no es, pues, una solución. Sin embargo, resulta que una gran carga de polen es suficiente para enviar las señales hormonales que promueven el desarrollo de la sandía, incluso si las semillas nunca se desarrollen. Por lo tanto, lo que se necesita es alguna forma de engañar a la planta proporcionándole una carga completa de polen mientras se evita que los gametos contenidos en los granos de polen fertilicen a los óvulos y produzcan semillas.

En este momento, algunos quizás se estén imaginando miles de preservativos microscópicos colocados en los tubos polínicos. Es una imagen divertida, pero la manera más efectiva de bloquear el desarrollo del embrión es usar gametos femeninos (oosferas) defectuosos.

En el interior de los óvulos, las oosferas femeninas se producen después de una secuencia de divisiones celulares que incluyen una meiosis, el tipo de división celular que reduce a la mitad el número de cromosomas de una célula.

Si se logra alterar la meiosis se producirán oosferas defectuosas y, por tanto, imposibles de fecundar. El genetista Hitoshi Kihara sabía que la meiosis se interrumpiría en cada óvulo si la planta tuviera tres copias de cada cromosoma (una condición conocida como triploide) en lugar de las dos habituales que caracterizan a la mayoría de los organismos que son (somos) diploides. Su gran contribución fue desarrollar una técnica para producir plantas de sandía triploides que acabarían por dar frutos sin semillas.

Por qué los poliploides no producen semillas

Los seres humanos somos organismos diploides (en griego, doble capa, que habitualmente se representa en los esquemas como 2n) porque nuestros cromosomas van por pares. Normalmente la mayoría de nuestras células contienen 23 pares de cromosomas homólogos (uno del padre y otro de la madre), es decir, un total de 46 cromosomas. Las sandías son también unos diploides que normalmente tienen 22 cromosomas distribuidos en 11 pares. En la naturaleza dominan (dominamos) los organismos diploides, pero también los hay poliploides.

La poliploidía es el fenómeno que presentan células, tejidos u organismos con tres o más juegos completos de cromosomas. Esas células, tejidos u organismos se denominan poliploides. La poliploidía es un fenómeno bastante frecuente en la naturaleza, aunque es más común en las plantas. Entre ellas los poliploides más frecuentes son los triploides (tres juegos de cromosomas: 3n) y tetraploides (cuatro juegos: 4n). Tampoco faltan hexaploides (6n) como el trigo harinero y octoploides (8n) como las fresas comerciales comunes.

La fertilidad de un poliploide depende de la viabilidad de los gametos y de los cigotos que producen. En general y para lo que aquí nos interesa, los individuos triploides son prácticamente estériles, mientras que los tetraploides suelen ser fértiles, aunque su fertilidad es menor que presentada por diploides.

Como los humanos, las sandías son normalmente diploides; sin embargo, a diferencia de los humanos en los que la triploidía es letal desde el inicio del desarrollo fetal, una planta con tres copias de cada cromosoma (triploide) se comporta perfectamente bien en sus actividades habituales: crece y fotosintetiza. El problema comienza con la meiosis.

Los poliploides con un número par de cromosomas, como el trigo y las fresas, pueden producir gametos normales, pero los que tienen un número impar (triploides y pentaploides) en su mayoría no lo hacen porque cuando se produce la meiosis (el imprescindible proceso de división celular mediante el cual se forman los gametos) la oosfera y las células que la rodean no se forman y el óvulo resulta pequeño, blando e irrelevante. 

Figura 2. Las plantas que crecen a partir de semillas triploides crecen normalmente, pero son estériles. El polen de una planta diploide se usa para estimular del desarrollo de la fruta, pero las semillas nunca se desarrollan.

Cómo conseguimos triploides

Los triploides sin semillas no se encuentran en las sandías naturales. Si es así, ¿cómo se consiguen plantas triploides a partir de una especie diploide? Respuesta: Si queremos obtener sandías sin semillas hay que bombardear a las plantas hembra con cargas de polen: se formarán sandías, pero no semillas (Figura 2).

De esa forma se puede reunir un gameto haploide (n) típico de uno de los parentales (la planta hembra) y un gameto diploide (2n) de otro. Teniendo en cuenta que lo normal es que los gametos sean haploides, la forma más segura de producir gametos diploides es conseguirlo a partir de un parental tetraploide (4n). Recuerde que los poliploides pares, a diferencia de los triploides, pueden producir gametos funcionales por meiosis.

La primera publicación sobre la inducción química de la poliploidía conseguida con éxito la hicieron en 1937 dos genetistas, Blakeslee y Avery, quienes lograron inducir la duplicación de cromosomas aplicando en semillas o en plántulas un alcaloide vegetal llamado colchicina. Algunos de sus experimentos incluían de manera un tanto pintoresca un nebulizador «comprado en Woolworths por veinte centavos».

Lo que comenzó en Woolworths terminó salpicando en los periódicos poco después de que los sus descubrimientos se hicieran públicos. Los reportajes periodísticos fueron tan exagerados que el editor del Journal of Heredity, la revista en la que se presentó la publicación, tuvo que incluir un comentario al final del artículo para sofocar las «adhesiones excesivamente entusiastas» que provenían de «la ola de publicidad extrañamente [sic] engañosa distribuida por periódicos de Hearst» que publicaban resultados tales como bebés gigantes y trigos altos como pinos.

Dejando a un lado el periodismo amarillo, la colchicina es tóxica. Sin embargo, al igual que muchos venenos, sus propiedades son médicamente útiles en dosis bajas y los humanos aún la consumimos para la gota y otras enfermedades inflamatorias. La colchicina actúa interfiriendo la mitosis, el tipo de división celular que ocurre constantemente en nuestro cuerpo creando células idénticas para crecer y mantenernos, entre otras cosas. Antes de que las células se dividan, replican su ADN para que cada cromosoma contenga dos copias de todo el material genético. Una célula diploide se convierte en dos células diploides.

Las células tratadas con colchicina replican su ADN como de costumbre, pero no se dividen; simplemente continúan viviendo con las copias extra de sus cromosomas. Lo que Blakeslee y Avery identificaron fue la cantidad correcta de colchicina y el período de tiempo adecuado para prevenir la división celular e inducir tetraploidía, pero permitiendo que las células comenzaran a dividirse nuevamente poco después. 

Figura 3. Las semillas triploides de sandía se obtienen cruzando una planta materna tetraploide con una planta paterna diploide. Los embriones resultantes son triploides. Los frutos que contienen las semillas son tetraploides y no se comercializan como alimento. Las semillas triploides se cosechan para venderlas a los productores.

Con el protocolo correcto, las partes de la planta que se desarrollan después del tratamiento con colchicina, incluidas las flores, serán tetraploides. Las flores tetraploides producirán gametos diploides (a través de la meiosis) que se unirán con gametos haploides de plantas femeninas diploides para crear descendencia triploide.

Hitoshi Kihara no tardó en aplicar la nueva y prometedora técnica de la colchicina a las sandías, pero tardó un tiempo en perfeccionarla. Uno de los problemas que encontró es que las plantas tetraploides tienen algunas dificultades para producir gametos. Por lo tanto, lo que hizo Kihara y luego han seguido haciendo miles de agricultores es seleccionar las líneas tetraploides más fértiles en las que la meiosis es normal. Una vez seleccionadas, las líneas tetraploides se mantienen y se pueden propagar por semillas. No es necesario volver a utilizar colchicina, excepto para iniciar una nueva variedad tetraploide.

Las compañías de semillas usan plantas diploides para polinizar flores tetraploides que se convierten en frutos que contienen semillas con embriones triploides. Los aficionados que tienen huertos compran esas semillas para plantarlas como variedades sin semillas.

Cada vez más y más triploides

Gracias a la magia de la colchicina, se puede diferenciar fácilmente una sandía diploide de otra triploide. Si tiene semillas negras brillantes completamente desarrolladas, es un diploide. Si no es así, es un triploide.

Con muchas variedades sin semillas muy sabrosas disponibles, ¿por qué hay quien sigue cultivando sandías con semillas? Una razón es que las semillas triploides cuestan aproximadamente el doble que las semillas diploides porque las empresas comercializadoras necesitan recuperar la inversión en el desarrollo de líneas tetraploides y la producción anual de semillas.

Otra cuestión para considerar es el coste de oportunidad de cultivar variedades de sandía sin semillas. Junto a las plantas triploides, los agricultores tienen que plantar plantas diploides "polinizadoras", en una proporción de triploides de 2 a 1. Hacerlo asegura que haya suficiente polen depositado en los estigmas de las flores triploides para desencadenar la formación de frutos. Los agricultores no solo pagan más por las semillas triploides, sino que tienen que dejar espacio para que crezcan las plantas diploides. Su coste adicional a menudo se transfiere a los consumidores en el mercado y estos puede que no quieran pagar un precio más elevado.

Figura 4. Desde arriba a la izquierda, moviéndose en el sentido de las agujas del reloj, las etapas de creación de una sandía sin semillas. Para hacer una línea tetraploide, se aplica colchicina a las plántulas diploides. Se permite que la planta tetraploide resultante florezca y produzca semillas. Se plantan esas semillas y se seleccionan las mejores versiones durante varias generaciones para establecer una línea tetraploide sólida. Cada año, los productores de semillas fertilizan las plantas tetraploides con polen de plantas diploides para crear semillas triploides. Las semillas triploides se venden a los agricultores como variedades sin semillas. Estas plantas deben ser polinizadas por una planta diploide para producir la fruta que comemos.

Pensar en las abejas

Ahora, tengamos en cuenta a las abejas. Un estudio reveló que las abejas tienen que visitar una flor triploide de 16 a 24 veces antes de que produzca un buen fruto. Eso es el doble de visitas de las que requiere una variedad con semillas. Puede que los humanos hayamos escapado de la pesadilla de una plaga de orugas carnívoras de varios metros de largo, pero para las abejas las flores triploides son un problema serio y, dado su trabajo polinizador y melífero, será mejor que hagamos todo lo posible para mantenerlas felices, sanas y abundantes.