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Descubren cómo se forman las redes de nervaduras vegetales

Son similares a las grietas del barro

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LA NACION
Martes 06 de mayo de 2008
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A los ojos de un físico, la realidad es algo así como un catálogo de patrones que pueden repetirse en las estructuras más insospechadas. Precisamente a partir de las similitudes que se venían observando en dos estructuras tan diferentes, en principio, como el tejido de las hojas y las grietas que se producen en el barro, dos físicos argentinos del Centro Atómico Bariloche acaban de proponer una nueva hipótesis sobre la génesis de las nervaduras vegetales: en lugar de obedecer a un proceso de canalización, como se creía hasta ahora, los investigadores del Conicet Eduardo Jagla y Fabiana Laguna sostienen que se forman en respuesta a tensiones elásticas entre las distintas capas de la hoja en crecimiento. El trabajo se publicó en Plos Computational Biology.

"Todos, científicos y no científicos, nos hemos maravillado por las nervaduras vegetales -cuenta Jagla-. Las más gruesas son las que se forman primero y se repiten dentro de una misma especie. Las generaciones [de nervaduras] más jóvenes son muy diversas y son las responsables de que no haya dos hojas iguales, ni siquiera en la misma planta."

La hipótesis más aceptada hasta ahora era que esa estructura se formaba del mismo modo que la red de un río y sus afluentes, y servía a la distribución óptima de nutrientes. En el caso de las hojas, lo que fluye no es agua, sino una hormona denominada auxina, perteneciente a un grupo de sustancias que tienen un papel esencial en la mayoría de los procesos de crecimiento vegetal.

Foto: Gentileza Fabiana Laguna

"Aunque se sabe que el papel de la auxina es fundamental en la formación de nervaduras, la hipótesis presentaba algunos problemas -explica Jagla-. Por ejemplo, la teoría predice que dos puntos del patrón de nervaduras sólo deberían estar unidos a través de un único camino. Sin embargo, la observación muestra que tienen una cantidad de caminos cerrados o, como diría un matemático, son «múltiplemente conexos»."

La idea de que las nervaduras de las hojas se parecían a las fracturas del barro ya había sido planteada por un grupo de físicos franceses.

"Ellos pudieron reproducirla en un gel que se había secado -explica Laguna-. Esa fue la primera comprobación experimental. No hicieron un modelo teórico, pero fueron los primeros que se animaron a plantear que entre un sistema biológico y otro puramente físico había algo en común."

Laguna estaba haciendo un posdoctorado en Trieste, Italia, cuando Jagla le propuso que estudiaran en detalle esa hipótesis que iba en contra de lo aceptado. Fue así como desarrollaron un modelo a partir del cual realizaron simulaciones numéricas y pudieron demostrar que la analogía con un patrón de grietas no sólo es cualitativa, sino también cuantitativa.

"La principal presunción de nuestro modelo es que una hoja está compuesta por dos epidermis y un tejido en el centro (mesófilo) -detalla Laguna-. En este mesófilo las células se reproducen a velocidades mayores que en la epidermis. Entonces, cuando la hoja está creciendo, la tensión acumulada en esta capa interna es tal que un grupo de células «prefiere» relajarla elongándose en una dirección."

Cuando los científicos analizaron las hojas con microscopio electrónico, pudieron ver que esas células de las nervaduras tienen una deformación elástica en la dirección que define hacia donde crece.

"Lo que nosotros quisimos modelar es la etapa inicial de la nervadura -explica Laguna-. Después, estas células se diferencian genéticamente y no vuelven atrás. Comienza el proceso de vaciado que las convierte en un tubo hueco por donde circulan sustancias que alimentan a la planta." Y concluye: "Yo no diría que sólo la auxina o los factores genéticos o los factores elásticos definen las nervaduras de la hoja, sino que éstas son resultado de todo esto y de tensiones que se generan a medida que la hoja crece".

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