Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Darwin y las plantas

Desde el inicio de este año y, sobre todo, en el mes de febrero, la comunidad científica mundial ha conmemorado el bicentenario del nacimiento de Charles Darwin. Han sido numerosos los artículos, reseñas y comentarios que han aparecido en la prensa y la mayoría ha prestado más atención a los aspectos controvertidos de su pensamiento científico, como la teoría de la evolución o el origen de las especies. También se ha prestado a intenso debate la polémica entre creacionistas y evolucionistas, aunque, por desgracia, muchas veces, una excesiva simplificación deja la obra de Darwin reducida a aquello de que “el hombre desciende del mono”.

OBSERVADOR
Por ello, es necesario recordar que, antes de presentar sus teorías más generalistas, Darwin, tuvo que observar detalladamente la naturaleza y tomarse mucho tiempo (incluido su largo viaje en el Beagle) para adquirir suficientes conocimientos comparados de zoología, botánica o geología. Y, de un modo especial, se interesó por esos organismos peculiares que no se desplazan y son autosuficientes, formando un Reino aparte, el de las plantas. En su autobiografía Darwin decía que “ Siempre ha sido para mi un placer resaltar el papel de las plantas en la escala de los seres organizados y me complace mucho destacar la cantidad de movimientos y su perfecta adaptación que, por ejemplo, muestra el extremo de una raíz”.

La inmovilidad y la falta aparente de comunicación entre las plantas es lo que hizo que Darwin  estudiase sus mecanismos de fertilización y relación sexual. En 1862, publicó un libro sobre la forma sutil en que las orquídeas recibían el polen a través de ciertos insectos, de tal forma que llegaba a producirse un acoplamiento morfológico tan preciso que una especie concreta de orquídea sólo era polinizada por otra especie concreta de insecto. Sin embargo, lo que de verdad le fascinaba era el comportamiento de las plantas trepadoras y la existencia de plantas insectívoras (carnívoras).

 

En 1875, publicó “Los movimientos y costumbres de las plantas trepadoras” (The Movements and Habits of Climbing Plants) destacando la rapidez (20 ó 30 segundos) con la que un zarcillo se enrollaba a un soporte. Interpretó el fenómeno como una contracción de las células de lado cóncavo, las que rozan el obstáculo, y parecía inclinarse por la existencia de algún tipo de sistema nervioso que pondría de manifiesto una sensibilidad en las plantas. Lo confirmaban sus observaciones sobre los tentáculos de Drosera  o las trampas de Dionaea muscipula que responden con notoria rapidez al contacto con insectos.

DISCUSIONES
La reacción, en su contra, no tardó en producirse. Procedió de la escuela alemana de botánica, que tenía enorme prestigio en la Europa de finales del siglo XIX. Su representante más destacado era Julius von Sachs, profesor en Würzburg, con un laboratorio bien equipado, ayudantes, estudiantes e incluso una revista de su propia institución. Frente a Sachs, considerado el padre de la fisiología vegetal, se encontraba Darwin, que trabajaba en su residencia de Down House, con un pequeño invernadero en el jardín y auxiliado, como mucho, por su hijo Francis. A  pesar del prestigio que ya tenía Darwin, la índole polémica de sus opiniones le dejaba como un amateur en el campo de la botánica experimental que entonces se hacía en Alemania.

La teoría celular ya se había impuesto en esta época y las diferencias entre células animales y vegetales ya se conocían. Estas últimas están rodeadas de una pared de materiales celulósicos, sumamente aislantes, que dificultan la transmisión de impulsos eléctricos a través de membranas. En estos fundamentos se basaba Sachs para discutir las hipótesis de Darwin y proponía la existencia de sustancias específicas que se transportarían del tallo a la raíz y viceversa, determinando la naturaleza propia de un órgano. También proponía que las curvaturas se debían a un crecimiento diferencial entre las células del lado cóncavo y el convexo (si crecen más las de la derecha, un tallo se torcería hacia la izquierda). En definitiva, la sensibilidad de una planta se veía disminuida (un ente vegetal) y las respuestas en su conducta había que asociarlas a cambios de forma (curvaturas).

FOTOTROPISMOS
Las críticas no desanimaron a Darwin y, en compañía de su hijo, inició una serie de experimentos que culminaron con la publicación, en noviembre de 1880, de su libro The Power of Movements in Plants (La capacidad de movimiento en las plantas). El libro despertó considerable interés y la primera impresión se vendió tan rápidamente que se hizo, de inmediato, una segunda.

La obra contiene los resultados de numerosos experimentos con plantas trepadoras, pero lo que más destaca en ella son las observaciones sobre tropismos (curvatura de un órgano, tallo o raíz, hacia un estímulo como la luz o la gravedad, que se percibe de forma unilateral o asimétrica). No hay libro actual de fisiología vegetal que se precie, que no incluya sus ensayos sobre fototropismo. Esencialmente, sembró semillas de gramíneas, como alpiste o avena, y colocó los recipientes que las contenían en una habitación, sólo iluminada por una tenue lamparilla situada a más de tres metros de distancia (de hecho no veía ni los números de su reloj). Al cabo de ocho días, todas las semillas habían desarrollado unos tallitos (coleoptilos) largos y amarillentos que se curvaban notoriamente hacia la fuente de luz. Después, buscaron los “ojos” o zona perceptora del estímulo, con elegantes experimentos, colocando capuchones negros sobre los ápices de los coleoptilos o, incluso, decapitándolos. Concluyeron que el ápice era donde se percibía el estímulo y que “algo”, alguna sustancia, se desplazaba hacia otra zona inferior en la que se producía el crecimiento diferencial de las células descrito por Sachs y, en consecuencia, aparecía la curvatura.

Tendrían que pasar  treinta años para que se pudiese demostrar que, efectivamente, una sustancia química, y no un impulso eléctrico, era lo que se movía desde el ápice hacia la base y, hasta 1942, no se identificó a tal sustancia como el ácido indolacético (conocido como auxina o sustancia que hace crecer).

La publicación del libro todavía fue recibida con reticencia por el núcleo duro de la escuela alemana, sobre todo por el empeño de Darwin en insistir en el papel de una circumnutación como base de todo movimiento en las plantas. Sin embargo, otros científicos destacados como Julius Wiesner, profesor en Viena, y sobre todo, Wilhelm Pfeffer, le trataron con más amabilidad. Darwin, en una carta a Wiesner, reconocía que podría haber cometido errores y que iniciaría nuevos experimentos para corregirlos, aunque confesaba su desánimo y cansancio. Murió seis meses después, el 19 de abril de 1882.