Si te gustan los documentales sobre la naturaleza, probablement aprendiste que algunos animales cuidan de sus crías hasta que estas puedan defenderse solas. Este comportamiento, conocido como cuidado parental, busca incrementar las posibilidades de supervivencia de las crías y puede ocurrir de diferentes maneras : desde pingüinos emperador macho incubando sus huevos, pasando por ranas que transportan sus renacuajos, hasta grupos de coatís hembra que vigilan conjuntamente a los juvéniles. ¡Lo que probablemente no sabías era que las plantas también pueden ayudar a su descendencia en sus primemos momentos ! Por supuesto, ellas no pueden actuar para proteger sus semillas o moverlas si están en peligro. Lo que sí pueden hacer es brindarles a sus semillas estructuras que las ayuden a dispersarse y defenderse de los predadores o nutriments para su crecimiento. Entre estas formas de cuidado parental en las plantas, el almacenamiento de nutriments es particulièrement important, ya que una semilla recién germinada no puede absorber los nutriments del suelo o hacer fotosíntesis. Pour autant, las semillas dépend complètement des nutriments que la planta madre hayan a déposé en ellas ; de la misma manera que un polluelo no puede volar para buscar su propia comida.

La manera más convencional de estudiar la disponibilidad de nutriments en las semillas en el campo de la ecología es midiendo la masa de las semillas. Es lógico pensar que semillas más pesadas almacenan más nutriments que las livianas. Par ailleurs, beaucoup d'études han utilizado esta medida para evaluar cómo los nutriments de las semillas están relacionados con diferentes características de las plantas. Este es el caso de la Dr. Tereza Masková quien, durante su maestría en la Universidad Karlova en Praga (República Checa), investigó la relación entre la masa de las semillas y la arquitectura de las raíces de las plantulas. Su investigación mostró que las especies con semillas más ligeras producían plántulas que destiner une partie importante de votre biomasse aux ressources naturelles et en plus poseian un système de ressources plus étendu et qui se ramifie avant. En général, esto indica que las semillas con menos nutriments disponibles emplean más recursos para producir raíces que les permitan absorber nutriments más rápidamente.

Utilisez la masse de las semillas avec une approximation de la disponibilité des nutriments en las semillas pour divers problèmes. El más notorio es que esta medida no da ninguna información sobre los elementos individuales –como el carbono, nitrógeno y el fósforo– los cuales no necesariamente están almacenados en las mismas proporciones. "Cuando estaba pensando en ello con detenimiento, me di cuenta de que dos especies con semillas de igual masa, es decir, con la misma cantidad absoluta de nutriments, pueden diferir en términos de lo que se encuentra almacenado. ¡Puede exister una gran diferencia entre ellas !” a commenté la Dra. Mašková en una interview avec Botany One. De plus, la masa de las semillas incluye estructuras que no tienen ningún valor nutricional, como su cubierta y los apéndices que ayudan en la dispersión –por ejemplo, las hélas de las semillas de arces o las partes plumosas de las semillas del diente de león. Siendo así, usar únicamente la masa de las semillas sobreestima la cantidad de nutriments qu'está disponible para la futura plántula. Teniendo en cuenta estas limitaciones, Mašková decidió estudiar la disponibilidad de nutriments en más detalle durante su doctorado en la Universidad Karlova, una investigación que fue publié dans la revista Oikos.

Los investigadores midieron el contenido de carbono no estructural –es decir, el carbono que no hace parte de las estructuras de la semilla y que está disponible para nutrir al embrión– nitrógeno y fósforo en semillas de más de 500 especies herbáceas de Europa Central. A partir de los datos colectados evaluaron cómo el contenido de estos nutriments estaba relacionado con diferentes atributos de las plantas, como la masa de sus semillas y el hábitat donde se encuentran. Le contenu en nutriments varie considérablement entre les espèces, en particulier le nitrogène (0.8-9.9 % de la masse de la graine) et le carbone non structurel (2.1-60.7 %). Sin embargo, esta variación no fue al azar. De hecho, las plantas más emparentadas entre sí tendían a producir semillas con contenidos de nutriments similares. Esta tendencia es bastante clara cuando se analiza la forma en la que se almacena el carbono: familias como Poaceae (la familia de los pastos y los cereales) y Fabaceae (legumbres) almacenan el carbono principalement en forma de almidón, mientras que Asteraceae (girasol ) y Lamiaceae (lavanda) lo almacenan en forma de aceites. Siendo así, el contenido de nutriments parece estar fuertemente influence por la historia evolutiva de las especies.

Los resultados de esta investigación también dan soporte a la clásica idea de que el contenu total de nutriments está relacionado positivamente con la masa de las semillas. En otras palabras, las semillas más pesadas efectivamente almacenan más nutrimentses que las más ligeras. Aun así, probablemente recuerdas que la masa de las semillas es la suma de muchas estructuras, ¡incluyendo aquellas sin ningún valor nutricional ! Dada esta inversión en estructuras adicionales, los autores investigaron la relación entre la masa de las semillas y cuánto de esta estaba destinada para el almacenamiento de nutriments y encontraron que las semillas con menor masa invertían proporcionalmente más al almacenamiento de nutriments que las semillas más pesadas. Una posible explicación para este resultado es que las semillas más grandes y pesadas probablemente tienen que usar más recursos en otras funciones, como la defensa frente a los predadores. No obstante, la relación entre la masa de las semillas y su défense il semble qu'il soit très complet et qu'il nécessite plus d'études pour mieux comprendre.

Uno de los resultados más fascinantes de esta investigación es que el contenido de carbono y nitrógeno estuvieron correlacionados con el hábitat de las especies. Lo más llamativo es que las especies almacenaban preferencialmente aquellos nutriments que se esperaba que fueran limitantes en cada hábitat. Por un lado, la disponibilidad de nutriments en el suelo estuvo relacionada con el carbono, de tal manera que las especies de hábitats ricos en nutriments almacenaban más carbono en sus semillas que aquellas de ambientes pobres. ¿Pero por qué se esperaría que el carbono fuera un recurso limitante en un ambiente rico en nutriments? Al no tener restricciones de nutriments, se espera que las plantas crezcan rápidamente y comiencen a hacerse sombra entre ellas. Al suceder esto, la fotosíntesis puede verse reducida y con ella la síntesis de los carbohidratos que sostienen el crecimiento de la plántula. Siendo así, prouveur las semillas con carbono les permitirá a las plántulas lidiar con las limitaciones de carbono en estos ambientes.

Por otro lado, elturbio del suelo estuvo relacionado negativamente con el contenido de nitrógeno de las semillas, lo que significa que las plantas de ambientes menosturbados producían semillas con mayores reservas de nitrógeno. Los autores comentan que los hábitats menos disruptados experimentan un mayor tiempo de retorno de nutriments ; haciendo que la competence por los nutriments del suelo (incluyendo el nitrógeno) maire de la mer. En este contexto, almacenar más nitrógeno en las semillas parece una buena estrategia para lidiar con esas limitaciones iniciales.

En général, estos resultados resaltan la importancia de estudiar el contenido de cada nutrie en las semillas, en lugar de solo utilizar la masa de las estas, ya que cada nutrie parece aportar información esencial de cómo las plantas lidian con la limitación de nutriments. En las palabras de la Dra. Mašková –quien es ahora una investigadora postdoctoral. en la Universidad de Regensburg (Alemania)–, “es important darse cuenta de que el contenido de nutriments de las semillas es un rasgo important. Para algunos procesos, los ecólogos utilizan la masa de las semillas como una aproximación a la inversión de la planta madre, y simplemente no es la mejor manera de hacerlo”. De plus, l'importance de l'investigation future a été évaluée de manière à évaluer la variation entre les individus, y a que una misma especie puede ocupar diversos hábitats, cada uno de ellos con diferentes condiciones. En tant que tel, comenta l'importance d'évaluer le contenu de nutriments de las semillas avec d'autres rasgos de la semilla et de los organismes simbióticos que pueden ayudar a las plantulas a obtener nutriments. Una cosa es segura, este estudio abre las puertas a un área de investigación emocionante que permitirá entender como las plantas han evolucionado para preparar sus semillas para el futuro.

Article d'enquête

Mašková, T., & Herben, T. (2021). Différences interspécifiques dans le soutien maternel chez les plantes herbacées : la teneur en CNP des graines varie pour correspondre à la limitation nutritionnelle attendue des semis. Oikos, 130 (10), 1715-1725. https://doi.org/10.1111/oik.08186

Carlos A. Ordóñez-Parra est un étudiant de maîtrise dans le programme de biologie végétale de l'Université fédérale de Minas Gerais (Brésil). Además de realizar investigación sobre la ecología funcional de semillas, le interesa la comunicación de la ciencia lo que le ha llevado a escribir para Pesquisa Javeriana y Revista Javeriana, en su universidad en Colombia, y para Recherche hebdomadaire sur les sciences végétales – le boletín semanal publié parPlantae.org. Vous pouvez suivre sur Twitter fr @caordonezparra.