Artículo realizado por María Lázaro, como parte de la evaluación de la asignatura de comunicación científica, perteneciente al máster de biotecnología molecular y celular de plantas.

 

Hablemos de las flores, a todos nos gustan las plantas con flor para adornar nuestras casas y jardines con su multitud de colores y formas. Las flores dan alegría, pero también nos dan de comer. Las frutas y verduras son parte esencial de nuestra dieta, y es que, no debemos olvidar que los frutos se forman como consecuencia de la polinización de las flores, que desencadena una transformación del ovario de la flor con el fin de generar una estructura que proteja a las semillas y ayude a su dispersión, el fruto. La floración es por tanto un proceso clave en el desarrollo de las plantas, y de hecho, el número de flores que produce la planta y el momento en el que éstas emergen son aspectos clave que determinan el éxito reproductivo de la planta.

Para saber cuándo es óptimo florecer, las plantas integran multitud de señales que reciben de su propio ciclo de desarrollo, como la edad de la planta, y también del ambiente, como la longitud de los días y la temperatura. Para algunas especies, a la hora de inducir la floración, cobra mayor importancia las horas de luz y oscuridad que la planta recibe, para otras, es la temperatura un factor clave, pero en cualquier caso, las plantas se las arreglan para poder florecer en el mejor momento. Cada especie posee un tiempo de floración propio adaptado a sus necesidades ecológicas, algunas florecen en los meses invernales como es el caso del cerezo o la camelia, mientras que otras posponen la floración hasta el comienzo de la primavera, como el almendro o el naranjo, o hasta los meses más cálidos del año, como las petunias. En realidad, dentro de una misma especie existen múltiples variedades adaptadas a condiciones diferentes y que en consecuencia, también presentan diferencias en su tiempo de floración.

Con un cambio climático que amenaza con la pérdida de las estaciones, las plantas están teniendo verdaderos problemas para controlar debidamente su tiempo de floración, viéndose este terriblemente alterado. Con inviernos más cálidos de lo habitual, las plantas adelantan sus tiempos de floración, pero florecer antes de tiempo puede conllevar graves consecuencias para la planta… como por ejemplo el impedimento de que las flores y los insectos que las deben polinizar se encuentren en el mismo espacio temporal, fracasando así la reproducción de la planta, es lo que se conoce como desfase fenológico. La floración temprana también resulta en una mayor exposición a las heladas de marzo, que son devastadoras para las flores y por tanto para las futuras cosechas, siendo responsables de grandes pérdidas de producción agrícola. En condiciones normales, estas plantas deberían haber florecido una vez pasadas las heladas… pero la falsa primavera las confundió, florecieron antes y fracasaron en el intento. Este desfase de la floración extiende sus consecuencias negativas al funcionamiento de los ecosistemas, alterando la biodiversidad y las relaciones ecológicas con otras plantas y animales, siendo por tanto una grave amenaza.

Nuestro laboratorio, ubicado en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP CSIC-UPV) centra sus esfuerzos en tratar de comprender las bases genéticas que regulan el proceso de la floración, y concretamente el tiempo de floración. Con el fin de aportar conocimiento para la mejora dirigida de las especies de interés agronómico y ornamental, y con ello hacer frente al amenazador cambio climático. Además del tiempo de floración, también estamos interesados en determinar cuáles son los genes que controlan la arquitectura de la planta, es decir, la cantidad de ramas y de flores que se producen, puesto que una mayor producción de flores se traduce en una mayor producción de frutos y con ello en un incremento del rendimiento de los cultivos frutales.

Con todo ello pretendemos generar conocimiento que ayude a la obtención de variedades de cultivo más competitivas. Por ejemplo la obtención de variedades frutales de floración temprana que permitan poner los primeros frutos de la temporada en el mercado, o de variedades de especies forrajeras como la alfalfa con floración tardía, en estas especies el interés recae en la producción de biomasa (ramas y hojas) en lugar de la obtención de fruto, el retraso de la floración permite un mayor crecimiento vegetativo de la planta, es decir, mayor biomasa con el consiguiente mayor rendimiento de producción.

Todo nuestro trabajo se basa en la realización de estudios genéticos haciendo uso de la planta modelo Arabidopsis thaliana, que realmente es una planta sin ningún interés agronómico ni ornamental… es una mala hierba que sin embargo resulta muy útil. Esta planta es pequeña, pudiéndose cultivar fácilmente en invernaderos de investigación, además posee un ciclo generacional corto, lo que agiliza mucho los estudios de tiempo de floración, que se basan en el conteo de las hojas que produce la planta, o de los días que tarda en florecer, así como la obtención de descendencia en los experimentos basados en la realización de cruces.

Además de estas ventajas, Arabidopsis presenta muchos otros puntos a favor, se conoce al completo la secuencia del genoma de todos sus ecotipos (variedades de distinto origen), y ya que tanta gente trabaja con ella, poseemos actualmente multitud de información depositada en las bases de datos, lo que facilita y agiliza ampliamente las investigaciones. Pero lo más importante es que todo lo que se estudia en Arabidopsis es fácilmente extrapolable a muchas otras especies vegetales de interés, ya que los procesos biológicos están en mayor o menor medida conservados entre las distintas especies. En otras palabras, conocer cómo funciona Arabidopsis nos facilita mucho la tarea para comprender más rápidamente cómo funcionan también especies de interés con las cuales el trabajo de laboratorio e invernadero es más complicado.

Lo que nosotros realizamos es investigación básica, centrada en el estudio del funcionamiento a nivel genético y bioquímico de las plantas, que aunque para algunos pueda parecer de poca utilidad para la humanidad, es realmente importante para poder realizar ciencia aplicada. Porque para poder mejorar algo, primero es esencial comprenderlo en profundidad. La investigación científica es como un puzle, una colaboración donde cada uno aporta una pieza, siendo todas ellas importantes para obtener el resultado final.