(SLT-FAUBA) Así como la ratas y los ratones son usados en el laboratorio para estudiar la biología de los mamíferos, el empleo de plantas modelo le permite a los científicos investigar aspectos básicos de las relaciones de los vegetales con el ambiente. Durante más de 40 años, Arabidopsis thaliana (o simplemente Arabidopsis) ha servido como planta modelo por varias razones: sólo necesita aire, agua, luz y unos pocos minerales para completar su corto ciclo de vida, es pequeña en tamaño y en genoma, se autofecunda, produce muchas semillas y crece perfectamente en cámaras de cultivo. Estas razones han llevado a la NASA a usar a Arabidopsis como modelo en experimentos de “huertas espaciales”, pensando en que los astronautas —como en las ficciones de Ray Bradbury— puedan cultivar sus propias verduras durante futuros viajes a Marte.
Arabidopsis es una planta diminuta que pertenece a la familia Crucíferas. Si bien no posee la importancia agronómica de varios de sus parientes (e.g., bróccoli, mostaza, coles, rábano, nabo, rúcula, etc.), ofrece ventajas clave para la investigación básica en genética y biología molecular. En la Facultad de Agronomía (UBA), por ejemplo, el grupo dirigido por Jorge Casal la ha usado extensivamente para investigar las relaciones de las plantas con su ambiente, en particular el lumínico. Un ejemplo de esto ha sido el hallazgo de que Arabidopsis es capaz de reconocer a sus parientes según la forma de su cuerpo.
La historia de Arabidopsis como organismo modelo en biología vegetal viene de larga data. En 1907, F. Leibach determinó con exactitud que poseía cinco cromosomas, mientras que en 1947, una de sus estudiantes publicó la primera colección de Arabidopsis mutantes, que ella misma había indentificado años antes usando rayos X. Desde ese entonces, mucha agua ha pasado bajo el puente y una cantidad de grupos de investigación en todo el mundo han establecido las propiedades y la utilidad de Arabidopsis, y la emplean a diario como planta modelo en sus estudios.
La estrella del laboratorio
Arabidopsis con sus hojas en roseta (foto: este archivo está disponible bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento 2.5 Genérica).
Para los biólogos y fisiólogos vegetales, Arabidopsis es una vieja conocida. Su uso en investigación brinda una cantidad de beneficios. Por ejemplo, posee las mismas funciones normales que cualquier planta, aun cuando su tamaño físico es reducido. Como raramente supera los 30 cm de altura, puede ser cultivada con facilidad en espacios restringidos y altas densidades. En ocasiones, un recipiente del tamaño de un dedal basta para que complete su corto ciclo de vida. Es capaz de germinar en 65 horas, y en no más de siete u ocho semanas llega a florecer y a producir muchas semillas. Y no sólo el tamaño físico de Arabidopsis es pequeño, su genoma también lo es: mide 8 veces menos que el de la soja, 17 veces menos que el del maíz y 38 veces menos que el de la cebada.
Sin embargo, una de las mayores de las ventajas del uso de Arabidopsis en investigación es que existen más de 750 accesiones provenientes de todo el planeta. Las accesiones son colecciones de plantas de distintas localidades particulares. Las accesiones de Arabidopsis difieren entre sí tanto en en fisiología (e.g., tiempo a floración y resistencia a enfermedades) como en forma y desarrollo (e.g., forma de la hoja, presencia o no de pelos, etc.). Los científicos usan estas diferencias entre accesiones para llevar a cabo estudios genéticos complejos, tales como las respuestas de las plantas a los cambios en el ambiente o la evolución de ciertas características morfológicas.
Del laboratorio a las estrellas
La demostración de que en la familia Crucíferas no todo sucede en un surco la brindaron la NASA y la European Space Agency (ESA) hace más de una década, cuando equiparon a la Estación Espacial Internacional (ISS) con dispositivos diseñados especialmente para cultivar plantas en entornos de gravedad reducida. Los científicos querían analizar el crecimiento vegetal, la producción de semillas y otras cuestiones genéticas bajo esas condiciones. Para realizar los experimentos, la mejor alternativa era utilizar una planta modelo, y eligieron a… Arabidopsis thaliana.
Una vez en órbita y con menos de una atmósfera de gravedad, las plantas de Arabidopsis no sólo fueron capaces de germinar; crecieron bien y produjeron semillas viables. Después de varias generaciones producidas en el espacio, el material vegetal fue enviado a la Tierra para que se le realizaran estudios adicionales.
Los resultados fueron tan alentadores que de ahí en más, los experimentos en la ISS se sucedieron uno tras otro, incluso con otras plantas modelo. Finalmente, en 2014 ya no fue Arabidopsis la especie en órbita. Así como el Capitán Beto de la famosa canción de Luis Alberto Spinetta cuidaba los malvones de su cabina, los tripulantes de la ISS lograron la primera cosecha espacial de lechuga. Sin embargo, y a pesar del aspecto inmejorable de las plantas, no pudieron comerse la ensalada. Como en los experimentos anteriores con Arabidopsis, las lechugas también debieron ser conservadas y enviadas a la Tierra para realizarles más estudios.
Si bien aún falta generar más información, los científicos son optimistas en cuanto a que estos experimentos apoyarán los planes para que en el futuro los astronautas cultiven y coman hortalizas frescas durante las largas travesías a Marte.
muy buen información acerca de los experimentos que se están realizando así vemos los avances que se tienen.
El avance es vertiginoso. Esta nota es apenas una nota de color. Si te interesa el tema, en el sitio de la NASA podés encontrar mucho más.