Hojas envainadas

Pequeños retoques en los patrones genéticos comunes explican un componente esencial de la hoja de las gramíneas

En el maíz, la parte inferior de las hojas abraza el tallo y forma la vaina foliar. [iStock]

Visualice una mata de hierba: un haz de hojas verdes y planas que confluyen cerca del suelo en unos tubos cilíndricos tenaces. Esos cilindros están formados por la parte inferior curvada de las hojas, las vainas foliares, que representan una suerte de triunfo evolutivo. Permiten a la planta crecer desde la base (no a partir del tallo, como en la mayoría de las demás plantas con flor), protegen los brotes nuevos y mantienen erguidas las hojas maduras para que puedan competir por la luz solar. Esta estrategia de crecimiento ayuda a explicar por qué el césped resiste la siega y por qué las praderas dominan más de una cuarta parte de la extensión del planeta: toleran mejor el pastoreo y los incendios que sus competidoras con tallos. 

Los botánicos han debatido desde hace tiempo los orígenes evolutivos de la vaina, que se encuentra en todas las gramíneas (poáceas), como el maíz, el trigo o el bambú. Ahora un nuevo estudio publicado en Science ilustra que esa novedosa anatomía foliar surgió del mismo patrón genético que rige el desarrollo de la hoja en las otras plantas. «No es que tengamos elementos nuevos atornillados y montados. Solo se retocaron las conexiones», explica la autora principal del estudio, Annis Richardson, genetista del desarrollo en la Universidad de Edimburgo. 

Ella y sus colaboradores comenzaron a tomar imágenes en tres dimensiones de plántulas de maíz a medida que maduraban y recrearon el desarrollo del vegetal con un modelo informático. Refinaron más el modelo comparándolo con observaciones experimentales, como dónde se activan ciertos genes en las plantas y el modo en que las mutaciones genéticas afectan a la morfología foliar. Después prestaron atención a la vaina. 

En el siglo xix se propuso que la vaina de la hoja de gramínea representaba el equivalente evolutivo del peciolo, el pedúnculo que une la hoja corriente al tallo. Después, basándose en la forma de las nervaduras que rebasan justo la vaina, muchos botánicos llegaron a la conclusión de que la hoja entera de la gramínea, o la mayor parte, correspondía realmente a ese peciolo. Richardson y su equipo sometieron a prueba ambas hipótesis en su modelo y comprobaron que la vieja idea, que únicamente vincula la vaina con el peciolo, ofrecía la vía evolutiva más sencilla y solo exigía pequeños cambios en el plano genético común. 

Aman Husbands, biólogo del desarrollo en la Universidad de Pensilvania que no ha participado en el estudio, apunta que los investigadores han reunido pistas sobre la vaina aportadas por otros estudios foliares y «las han encajado en un modelo que realmente lo explica y lo resuelve». 

Saber mejor lo que controla la forma de la hoja ayudará a mejorar los cultivos, según Richardson. Y descubrir el origen de la vaina también arrojará luz sobre la evolución de las gramíneas. La singular anatomía de esta familia vegetal tiene consecuencias de gran trascendencia para los habitantes y los paisajes del planeta —incluidos nosotros, pues la humanidad obtiene más de la mitad de las calorías de los cereales domesticados— añade, pero «ahora sabemos que no costó tanto que surgiera esa morfología foliar.»

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