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1 de Abril de 2019
Biología vegetal

La filotaxis de los musgos

Una vía alternativa para entender la geometría de las plantas.

En los musgos, el meristemo que genera las hojas consta de una sola célula. Según su forma y proceso de división, las hojas pueden dar lugar a una filotaxis espiral, como en Polytrichum commune, o dística, como en Fissidens taxifolius (fotografía).

¿Y si nos replanteamos la cuestión de la filotaxis desde el principio? Pensemos en una línea de investigación que persiguiera el mismo objetivo (entender la filotaxis), pero que se centrase en una planta que funciona de forma completamente distinta a las estudiadas hasta ahora.

Tales plantas son los musgos, un grupo vegetal que apareció hace entre 440 y 340 millones de años y que, por tanto, es mucho más antiguo que las plantas con flores como la arabidopsis, las cuales se originaron hace entre 245 y 200 millones de años. El ancestro común de estos dos grupos probablemente careciese de hojas. Este órgano habría aparecido de forma independiente y se habría mantenido durante la evolución de ambos tipos de plantas, ya que habría aportado una solución óptima para la captación de luz durante la fotosíntesis. Estamos hablando de un proceso de evolución convergente de las formas. Pero el parecido no se detiene ahí. También los musgos presentan sus hojas repartidas de manera uniforme alrededor de un tallo. La diferencia reside en que el meristemo que las produce está formado por una sola célula, en vez de los cientos de ellas que componen los meristemos de las plantas con flores.

Cada vez que esta célula se divide, una de las dos células resultantes se convertirá en una hoja; la otra permanecerá como meristemo en la punta del tallo. La disposición de las hojas, por tanto, estará determinada principalmente por la forma de la célula meristemática y por la posición del plano de división. Al igual que en las plantas con flores, el ritmo de producción de las hojas conduce a una filotaxis muy regular, la cual puede ser espiral o «dística» (con las hojas dispuestas en los dos sentidos de una misma recta, figuras).

Si comparamos los campos inhibidores de las plantas con flores con el proceso de división celular de los musgos, queda patente que se trata de mecanismos muy distintos. Sin embargo, ¿podría ocurrir que las señales moleculares que controlan la filotaxis en las primeras desempeñaran un papel en los segundos? No en vano, tanto la auxina como las citocininas se encuentran también en los musgos. Ante un repertorio limitado de moléculas de señalización, las plantas las han «reciclado» constantemente en el curso de la evolución. La auxina posiblemente se halle en el meristemo de los musgos, y puede que su transporte hacia las hojas por medio de transportadores de membrana, también existentes en estas plantas, resulte necesario para su funcionamiento.

Se ha demostrado que la acumulación de auxina en ausencia de transportadores de membrana bloquea la formación de las hojas. Sin embargo, se desconoce qué función desempeña esta interacción en la manera en que se organizan las hojas alrededor del tallo. Por su parte, las citocininas regulan la proliferación celular y el nacimiento del tallo en los musgos. Pero, de nuevo, desconocemos su papel exacto en la filotaxis. Hoy por hoy, aún quedan numerosos aspectos por explorar para entender cómo plantas tan alejadas evolutivamente entre sí pueden acabar mostrando una apariencia similar.

Artículo incluido en

Cuando las plantas hacen matemáticas

    • Teva Vernoux
    • Christophe Godin
    • Fabrice Besnard

Espirales cruzadas, disposiciones regulares de hojas, proporciones áureas... Las plantas producen geometrías complejas que siguen fascinándonos. ¿Cuáles son los mecanismos biológicos que las generan?

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