Cada año, las amapolas dispersan semillas que se convierten en una nueva generación de flores. A veces, algunas de las semillas posponen su germinación durante unos años, por ejemplo cuando están cubiertas por una capa de arena.
por Dorine Schenk, Universidad de Leiden
Solo cuando la arena desaparece, comienzan a brotar. Margriet Oomen realizó una investigación matemática sobre la influencia de este fenómeno en la diversidad genética de una población.
Este principio, en el que las semillas de amapola están inactivas y no se reproducen, es un ejemplo de un banco de semillas natural . Después de unos años, las semillas pueden ‘despertar’ y volver a unirse a la población activa de amapolas. Además de las plantas, el fenómeno del banco de semillas también ocurre en las bacterias. Cuando las condiciones son desfavorables, por ejemplo, cuando hay poca comida, pueden convertirse en las llamadas endosporas, un estado latente en el que pueden sobrevivir a condiciones extremas . Pueden permanecer como endosporas durante años hasta que las condiciones mejoren y se transformen nuevamente en bacterias «, dice Oomen.
Los bancos de semillas aumentan la diversidad
Durante su Ph.D. En una investigación en el Mathematisch Instituut, Oomen y sus supervisores Frank den Hollander (UL) y Andreas Greven (Friedrich-Alexander Universität Erlangen Nürnberg) utilizaron un modelo matemático para estudiar el efecto de un banco de semillas sobre la diversidad en una población de plantas o bacterias. Resulta que el fenómeno del banco de semillas aumenta la diversidad genética de una población e incluso puede prevenir la pérdida de diversidad.
Amapolas rojas y moradas
Imagina un campo lleno de amapolas rojas y moradas. Sin un banco de semillas, estas flores dispersan las semillas una vez al año, algunas de las cuales terminan favorablemente y sobreviven al invierno, eclosionando en la primavera siguiente. Las semillas de las flores rojas germinan en amapolas rojas, las semillas de las flores violetas en violetas. La cantidad de cada color se determina por casualidad y por la generación anterior. Cuantas más amapolas rojas haya en la primera generación, mayor será la probabilidad de que después de unos años todas las flores sean rojas. Entonces se pierde la diversidad «, dice Oomen. La probabilidad de que esto suceda se puede calcular con el modelo matemático de Fisher-Wright. He observado cómo cambia la diversidad cuando se agrega un banco de semillas a ese modelo.
Cuando las semillas durmientes despiertan
Las semillas inactivas en un banco de semillas no contribuyen a la reproducción durante años. Puede suceder que en ese período la diversidad desaparezca en la generación activa reproductora. «Entonces tienes, por ejemplo, un prado lleno de amapolas rojas», dice Oomen. La diversidad parece perdida. Pero si todavía hay semillas moradas en el banco de semillas, pueden despertarse y asegurarse de que su prado vuelva a estar lleno de amapolas moradas, que luego se reproducirán. De esta forma, el banco de semillas puede servir como una especie de reservorio, aumentando la diversidad e incluso evitando que se pierda la diversidad.
Hecho posible por un truco matemático
«Que un banco de semillas aumente la diversidad no fue una sorpresa», dice Oomen. Pero cómo sucede eso exactamente fue difícil de modelar matemáticamente. Hemos ideado un truco que ahora nos permite hacerlo. El descubrimiento de que las semillas latentes durante mucho tiempo pueden marcar la diferencia entre perder o no la diversidad fue nuevo.
Oomen estima que pasará algún tiempo antes de que el modelo, que también tiene aplicaciones en otras ramas de las matemáticas, llegue a la biología. «El resultado es todavía muy teórico y abstracto».
