Los Ciclos en la Naturaleza

Una de las claves de la ciencia consiste en ver las cosas de manera diferente a la habitual, es decir, la originalidad. Aunque la originalidad surge a veces de modo espontáneo, también puede ayudar a ser original entender el modo habitual de ver las cosas.

Por lo general tendemos a ver las cosas como si ocurriesen siempre por primera y última vez, pero éste no es el único modo y puede que no sea tampoco el más acertado. Todo depende de cómo se mire. En cualquier caso, en la Naturaleza, las cosas no pasan de una vez por todas, sino que, por el contrario, todo tiene lugar en ciclos.

Una semilla germina. Esto ha ocurrido millones de veces y, por lo tanto, cada vez que sucede no se trata de un hecho independiente sino más bien de algo que se repite, una parte de un ciclo. La semilla germina para dar lugar a una planta que producirá semillas que volverán a germinar. Al germinar, la semilla repite exactamente lo que hicieran otras semillas muchos miles de veces.

La germinación de las semillas es un proceso dentro del ciclo vital de las plantas. La figura 1 representa semillas de Arabidopsis thaliana, la planta modelo:

semillas1

Figura 1: Semillas de Arabidopsis thaliana, la planta modelo. Izquierda, la semilla seca; derecha, una vez germinada.

Los ciclos vitales en plantas

Figura 2: Ciclo vital de A. thaliana

La figura 2 representa el ciclo vital de Arabidopsis thaliana, la planta modelo. La flor (arriba) es el órgano reproductivo que contiene tanto los estambres (aparato reproductor masculino) como el pistilo (aparato reproductor femenino). El grano de polen (derecha) se une al óvulo en el ovario. De la fecundación resulta la semilla (abajo), cuya germinación dará lugar a una nueva planta.

Otras plantas presentan ciclos vitales similares al ciclo vital de la planta modelo, así por ejemplo, en la figura 3 podemos ver el ciclo vital de una leguminosa:

cicloleg

Figura 3: Ciclo vital de una leguminosa ideal

La familia de las leguminosas (judias, lentejas, habas, guisantes, garbanzos,….) se llama también Papilionaceae por el aspecto de mariposa de sus flores (Papilio en latín es mariposa). Pero como puede verse en la figura 4, no sólo la flor se parece a una mariposa, sino que también otras estructuras de la planta se parecen a las formas que toma el insecto durante su desarrollo: la larva se asemeja a la raíz y la pupa a la semilla (ambas, pupa y semilla son formas de resistencia).

ciclomariposa

Figura 4: Ciclo vital de una mariposa.

La forma de las semillas

La semilla de Arabidopsis thaliana recuerda a una figura geométrica que tiene que ver con los ciclos o giros.

La semilla de la planta modelo se parece a una cardioide que es la curva que se genera al rodar una circunferencia sobre otra fija del mismo diámetro (figura 5).

cardioide

Figura 5: Generación de la curva cardioide. Tomado de Wolfram MathWorld

La sencillez de la forma de la semilla de Arabidopsis thaliana se asocia con la complejidad de sus procesos de regulación.

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Figura 6: Ajuste de la forma de la semilla de Arabidopsis thaliana a una cardioide. a, imagen de la semilla; b, ajuste con un elipsoide; c, ajuste con una cardioide; ajuste con una cardioide modificada por el factor Phi (Phi es la proporción áurea) en el eje horizontal.

Semillas de otras especies tienen formas diferentes. Interesa conocer la relación existente entre la morfología de las semillas y su capacidad para germinar bajo distintas condiciones ambientales.

Bibliografía

Cervantes E. 2008. Challenging Arabidopsis thaliana as the Ultimate Model Species: Can Seed Germination be the Achiles’ Heel? The European Journal of Plant Science and Biotechnology 2 (1), 106-109.

Cervantes E and de Diego J G. 2010. Morphological Description of Plants: New Perspectives in Development and Evolution. International Journal of Plant Developmental Biology 4(1), 68-71.

Cervantes E, Martín JJ, Ardanuy R, de Diego JG,  Tocino A. 2010. Modeling the Arabidopsis seed shape by a cardioid: efficacy of the adjustment with a scale change with factor equal to the Golden Ratio and analysis of seed shape in ethylene mutants. Journal of Plant Physiology. 167, 408-410. doi:10.1016/j.jplph.2009.09.013

de Diego, J. G., Rodriguez, F. D., Rodriguez Lorenzo, J. L., Grappin, P. and Cervantes, E., cDNA-AFLP analysis of seed germination in Arabidopsis thaliana identifies transposons and new genomic sequences. J Plant Physiol 2006. 163: 452-462.

Eliade, M.  1949. El Mito del Eterno Retorno.

 

Lectura aconsejada:

 

 Manual para detectar la impostura científica: Examen del libro de Darwin por Flourens. Digital CSIC, 2013. 225 páginas.

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