Desentrañando semillas silvestres
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| Imagen de semilla de Anoda cristata cortada longitudinalmente para apreciar sus estructuras internas (embrión, los cotiledones y el endospermo). |
Cuando escuchas la palabra semilla, ¿qué especies invoca tu mente automáticamente? ¿un grano de maíz, un arroz, un frijol, una semilla de calabaza?... seguramente alguna especie de consumo, y si no es así, me da curiosidad saber que especie habrás imaginado. Las semillas son indispensables en nuestras vidas, requerimos de ellas para poder alimentarnos, mantener el ciclo del agua, retener el suelo, renovar la cubierta vegetal y mantener el equilibrio en los ecosistemas. Las plantas son la base de la cadena trófica de la que todas las especies del reino animal dependemos.
Casi todos podemos reconocer las partes básicas de una planta: raíces, tallo, hojas, flores, fruto y semillas. Generalmente en nuestra infancia uno de los primeros acercamientos que tuvimos con las semillas, es la clásica actividad de germinar un frijolito en un frasco con algodón húmedo. Conozco personas que comparten la decepción de no haber podido germinar el suyo, y espero que si usted fue uno de ellos, este blog incentive su curiosidad. El frijol es una semilla donde se pueden apreciar facilmente la mayoría de las partes que componen a las semillas, es por ello que se suele utilizar como modelo biológico.
En las semillas hay estructuras que tienen un papel sumamente importante en la germinación, pero antes de que comencemos a conocerlas, quiero que imagine a la semilla como un saco que contiene a una planta diminuta en hibernación, esperando las condiciones ideales para despertar y convertirse en una planta.
De flores a frutos
Las plantas con las que hoy convivimos son producto de millones de años de adaptación, los cambios que ocurrieron en las diferentes eras geológicas fueron retos para ellas y tuvieron que intentar sobrevivir o evolucionar en el camino, desarrollaron estructuras nuevas para atraer dispersores o polinizadores, mecanismos distintos para reproducirse, y un sinfín de métodos ingeniosos. Hoy en día la mayoría de las especies que habitan la tierra son plantas que producen semillas, y se clasifican en dos tipos. Las primeras, más antiguas y por tanto más rudimentarias, se denominan Gimnospermas, palabra que significa “con semillas desnudas”. Son plantas que no tienen flores y frutos propiamente dichos, en su lugar tienen estróbilos, mejor conocidos como piñas o conos. Los pinos, ahuehuetes y ciprés, son algunos ejemplos de ellos.
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| Las tres imágenes superiores son gimnospermas y las tres inferiores son angiospermas. Se trata de especies nativas de México. Origen de las imágenes: Pinus ayacahuite de Pradip Kar en Pixabay; Taxodium mucronatum de Thomas Hoang en Pixabay; Zea mays de Frauke Riether en Pixabay; Zinnia sp., Helianthus annus y Cupressus sp. de Abril Pérez. |
Por otra parte, están las semillas cubiertas, cuya testa es el producto de las estructuras florales. Se les llama Angiospermas, cuyo significado del griego sería algo así como “recipiente con semillas”. Estas plantas son las más dominantes en tierra firme, pueden encontrarse en muchos paisajes y ser desde pequeñas herbáceas, pastos y arbustos, hasta árboles de decenas de metros de altura. Sus flores, frutos y semillas son tan diversas como el mismo número de especies. Algunos ejemplos son el girasol, el maíz y la zinnia. Y dado que quiero hablarle de frutos, a partir de aquí solo mencionaré especies con flores, es decir, me referiré a las angiospermas.
Para que podamos disfrutar de cualquier fruto, por ejemplo, una vaina como la de los chícharos y el huizache o una cariópside como el del maíz y el pasto salado, tuvo que haber ocurrido el proceso de fecundación del polen en los óvulos; el número de estos puede ser desde uno hasta miles. Estos se resguardan en uno o varios ovarios, los cuales ya desarrollados se convertirán en el fruto que contendrá a las semillas.
Las entrañas de la semilla
Los embriones están programados para que al crecer tengan las estructuras básicas de una planta, por lo que, si se disecciona una semilla, podremos encontrar en el embrión tres pequeñas estructuras características: el meristemo apical, el epicótilo e hipocótilo (en dicotiledóneas) o el coleóptilo y mesocótilo (en monocotiledóneas) y la radícula. Estos al crecer se convertirán en hojas, tallos y raíces respectivamente.
Las reservas de la semilla
Cuando nos referimos a las reservas de las semillas, lo podríamos equiparar a un huevo, el cual tiene yema (que se convertirá en el pollito) y clara (el alimento para desarrollarse). Las reservas del embrión son clave para que pueda formarse una planta, su composición es distinta en cada especie, cada una tiene diferentes cantidades y tipos de nutrientes (almidones, proteínas y grasas). Las estructuras de reserva se nombran de manera distinta según sea la forma en cómo se almacenen y consuman por el embrión, las principales son el endospermo y el cotiledón. Aunque algunas semillas pueden presentar como tejido de reserva peristermo.
El endospermo es el alimento del embrión, este compuesto por nutrientes como almidones, proteínas o grasas. Este medio nutritivo se consume en su totalidad para que la semilla pueda germinar. Puede apreciarse en diferentes cantidades al interior de la semilla como una sustancia pastosa, liquida o viscosa, que rodea o acompaña al embrión, a no ser que lo haya sido consumido en su totalidad.
El cotiledón es una estructura de reserva temporal que, a diferencia del endospermo, se consume después de que la semilla germina, es decir, cuando el embrión se convierte en plántula. En algunas especies pueden apreciarse como las primeras hojas (falsas) de una plántula, y una vez cumplen con su función, se secan o se caen. Los cotiledones no siempre serán visibles, hay especies cuyos cotiledones quedan enterrados bajo el suelo.
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| Cotiledones en plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas. Imagen de Megías M, Molist P, Pombal MA. Atlas de histología vegetal y animal. |
Al interior de la semilla la apariencia de los cotiledones es variada y se les puede apreciar unidos al embrión. Pueden parecer pequeñas hojas, filamentos, dos mitades de esfera rodeando al embrión, una especie de aleta unida al embrión, o a veces, no serán visibles. Hay embriones que solo tienen un cotiledón, a ese tipo de especies se les denomina monocotiledóneas, al crecer se les puede diferenciar por tener hojas con nervaduras paralelas y cuyo número de pétalos de sus flores son múltiplos de tres. El maíz, el agave y los pastos son ejemplo de ellas. Por otra parte, aquellas especies cuyos embriones tienen dos cotiledones se les conoce como dicotiledóneas. Algunos ejemplos son el cempasúchil, la nochebuena o el girasol. En general, se trata de plantas con hojas de aspecto diverso con nervaduras ramificadas, y el número de los pétalos de sus flores son múltiplos de cuatro o cinco.
Mientras se va formando la semilla, a la par lo harán el embrión y sus reservas nutritivas. Durante ese proceso el embrión tiene que realizar una tarea que garantizará su sobrevivencia: administrar las reservas nutritivas que en el futuro le servirán para despertar. A continuación, presentaré a los tres tipos de semillas administradoras más comunes:
Semilla precavida
Mientras se desarrolla, este tipo de semilla empaca sus reservas en dos sitios. En una bolsa grande anticipa la reserva que consumirá el embrión al despertar para germinar, esa bolsa es el endospermo y contiene principalmente almidón. Por otra parte, en una o dos pequeñas mochilas (cotiledones), empaca reservas extras (a menudo grasas y proteínas) para cuando el embrión se transforme en plántula y esta tenga que emerger de la tierra. A este tipo de semillas se les llama albuminadas.
Como ejemplo de ellas están: la hierba del pollo (Tripogandra purpurascens), la cebada cimarrona (Hordeum jubatum) y la trompetilla (Bouvardia ternifolia ).
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| El endospermo es la principal fuente de reservas en las especies expuestas. En el caso de la trompetilla, la especie cuenta con pequeños cotiledones delgados empalmados; la hierba del pollo con cuenta con cotiledon visible, el endospermo ocupa la mayor parte del espacio interno de la semilla; finalmente en el caso de la cebada cimarrona, no se trata de una semilla sino más bien de un cariopside (un fruto que tiene fusionado el embrión con un cotiledón) y no tiene cubierta seminal, en su lugar tiene pericarpio que cumple con un función similar. Ilustraciones basadas en semillas cortadas longitudinalmente observadas en microscopio estereoscópico. |
Semilla con embrión glotón
La administración de reservas de este tipo de semilla es distinta, porque el embrión consume parcial o totalmente el endospermo. Y la semilla lo sabe, por lo que hace que el embrión tenga que almacenar en dos grandes “mochilas” las reservas que utilizará cuando emerja del suelo, estas “mochilas” son los cotiledones. A las semillas con este tipo de embrión se les denomina semillas exalbuminadas.
Algunos ejemplos son: el alache (Anoda cristata), hierba del cáncer (Salvia amarissima) y el diente de león (Taraxacum officinale).
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| Las reservas de la semilla de alache están compuesta mayormente por sus cotiledones, pero tiene un poco de endospermo. La semilla de la salvia y el diente de león tienen sus reservas únicamente en los cotiledones. Ilustraciones basadas en semillas cortadas longitudinalmente observadas en microscopio estereoscópico. |
Semillas con reservas preliminares
Este tipo de semilla desde su concepción trae programado el desarrollo de una bolsa adicional de reservas, llamada perispermo, la cual se comienza a formar antes que el embrión y el endospermo. Adicional al perispermo el embrión cuenta con un par de delgados cotiledones, y si en caso de no consumir el endospermo en su totalidad, guarda el sobrante en una pequeña bolsa. Estas semillas son conocidas como perispermadas y son menos comunes que las albuminadas y exalbuminadas. Como ejemplo de este tipo de semillas podemos encontrar a la verdolaga (Portulaca oleracea) y el amaranto (Amaranthus spp.).
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| Las reservas de las semillas de verdolaga y amaranto tiene cotiledones delgados y largos, en la base pueden apreciarse los embriones. La principal reserva de estos ejemplares es el perispermo, no se observó presencia de endospermo. Ilustraciones basadas en semillas cortadas longitudinalmente observadas en microscopio estereoscópico. |
Al exterior del saco
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| En la semilla de alache podemos ver la presencia de las tres estructuras principales de la semilla, ya que esta se desprendió del fruto. Caso contrario de la cebada cimarrona, lo que muchos podríamos llamar semilla en realidad se trata del fruto y la “semilla” fusionados, este tipo de fruto botánicamente se conoce como cariópside, en el podemos observar el hilio (resultado del desprendimiento del funículo) y el pericarpio que es la capa del ovario que rodea al ovulo (en los frutos como la manzana es la cáscara y pulpa). |
Finalmente
El hecho de que las especies silvestres sean “salvajes”, no las exime de afrontar retos para sobrevivir en campo o en las calles. Las principales problemáticas que enfrentan las comunidades y poblaciones silvestres son el cambio climático, el uso de pesticidas y herbicidas, su desplazamiento a causa de especies invasoras y el cambio de uso de suelo; especialmente el crecimiento de la mancha urbana y la expansión de la agricultura extensiva.
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| Mariposa nativa alimentándose de Sesuvium portulacastrum, una especie nativa de México. |
Las especies silvestres, principalmente las nativas, tienen un papel muy importante en la ecología. Ya que no solo mantienen el ciclo del agua y retienen suelo, sino que también proveen de alimento a especies herbívoras, polinizadores, insectos, aves e incluso a los humanos, siendo también fuente de activos químicos para el desarrollo de medicamentos.
La conservación de especies silvestres y los espacios dónde estas se habitan, así como la dispersión de semillas, es importante considerando los puntos anteriores, por lo que conocerlas solo es el inicio para poder cuidarlas, protegerlas y promoverlas.
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