Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

El tamaño del bulbo es importante: descubrir la evolución de los preparadores del día del juicio final del reino vegetal


El botánico Cody Coyotee Howard compara los bulbos con bunkers vivos. Con una reserva subterránea de recursos, los bulbos pueden encogerse durante los desastres y brotar más rápido que otras plantas cuando las condiciones se vuelven suaves.


por Natalie Van Hoose, Museo de Historia Natural de Florida


Cuanto más grande es el bulbo , más nutrientes tiene una planta en tiempos de necesidad. Pero el tamaño del bulbo varía ampliamente, incluso entre especies relacionadas , desde el órgano subterráneo del cebollino que apenas está allí hasta las cebollas amarillas del tamaño de una pelota de softball. Howard se preguntó por qué.

Su curiosidad lo llevó a uno de los primeros estudios sobre la evolución y la ecología del tamaño del bulbo. En un análisis de más de 2,500 especímenes de herbario , que representan 115 especies, encontró dos rangos de diámetro de bulbo «óptimo» que parecen ser impulsados ​​por la selección natural. También observó que los bulbos más grandes tienden a crecer en climas más cálidos y estables, tal vez porque llenar un búnker más grande requiere condiciones favorables durante más tiempo.

¿Por qué importa el tamaño de la bombilla? Además de contribuir a la capacidad de supervivencia de una planta, es un rasgo clave en el negocio de los jardines y la agricultura. Los horticultores saben que una planta florecerá de manera confiable cuando su bulbo alcance un cierto tamaño. El tamaño del bulbo también es una característica vital en cultivos como el ajo y la cebolla.

«Si entendemos la evolución detrás de la variación en el tamaño del bulbo, tal vez podríamos manipular la configuración para que funcione más a nuestro favor», dijo Howard, un reciente doctorado en biología de la Universidad de Florida. «Sí comemos estas estructuras, por lo que comprender su evolución es importante para la horticultura y la agricultura. Claramente tienen un papel en cómo estas plantas responden a su entorno».

A pesar de vivir bajo tierra, los bulbos no son raíces, sino un tallo reducido rodeado de bases de hojas hinchadas.

Howard se interesó por las bombillas mientras trabajaba en el Jardín Botánico de Huntington en el sur de California, donde admiraba la belleza de las bombillas exóticas de todo el mundo. Como estudiante graduado, se centró en Ledebouria, un grupo africano de bombillas, y comenzó a estudiar la evolución de las bombillas de manera más amplia.

Recordó desenterrar dos especies de Ledebouria que crecían juntas en Namibia. Para su sorpresa, la planta más pequeña con hojas delgadas tenía el bulbo más grande.

«No es posible predecir el tamaño del bulbo al observar la porción sobre el suelo de una planta», dijo. «Y aquí tenías dos miembros del mismo género con diferentes tamaños de bulbo. Tenía curiosidad acerca de por qué podría ser eso y me preguntaba cómo podría ver eso a gran escala. Entonces fue como, ‘¡Ah, colecciones!'»

El tamaño del bulbo es importante: descubrir la evolución de los preparadores del día del juicio final del reino vegetal
Los bulbos de Ledebouria también pueden llegar a ser del tamaño de softballs. Crédito: Cody Howard

Howard confió en muestras de plantas recolectadas por científicos de todo el mundo para llevar a cabo su investigación sobre el tamaño del bulbo. Pero aunque analizó miles de plantas, no tocó un solo espécimen. Gracias a la digitalización continua de especímenes de museo, pudo acceder a todas las plantas que necesitaba desde su computadora personal.

Después de elaborar una lista de especies objetivo, descargó especímenes digitalizados del Global Biodiversity Information Facility, una base de datos biológicos de acceso abierto. Buscó muestras que incluían bombillas y seleccionó al azar un conjunto de cada especie para medir virtualmente con ImageJ, un programa de procesamiento de imágenes. Howard generó modelos de tamaño óptimo de bulbo usando un software analítico gratuito llamado R, y examinó cómo los datos climáticos se correlacionan con el tamaño de bulbo.

En lugar de una sola curva de campana para el tamaño de la bombilla, como esperaba, el modelo mostró dos, lo que sugiere que la selección natural puede favorecer dos rangos de diámetro de la bombilla: alcanzar un máximo de aproximadamente 2 y 4,5 centímetros.

Las plantas que cultivan hojas y flores en momentos separados también tienden a tener bulbos más grandes, posiblemente porque dependen de sus recursos subterráneos, en lugar de las condiciones de crecimiento, para alimentar la producción de flores, dijo Howard.

Lo que comenzó como un proyecto paralelo arrojó nueva luz sobre la evolución y la ecología de un rasgo de planta importante pero a menudo pasado por alto.

Además, dijo Howard, «este proyecto no me costó nada. La gente ha desarrollado plataformas gratuitas y fáciles de usar que facilitan comenzar a responder preguntas de gran escala».

El asesor de Howard y coautor del estudio, Nico Cellinese, curador asociado del Museo de Historia Natural de Florida del Herbario e informática de la UF, dijo que el estudio «personifica la importancia de los especímenes de herbario en general, pero también demuestra cómo el material digitalizado y de libre acceso puede inspirar y encabezar estudios que conducen a resultados interesantes y nuevas perspectivas en la ciencia «.

Una súplica que Howard emitió a otros investigadores fue incluir bulbos al recolectar y curar especímenes de plantas . En su búsqueda de especímenes elegibles, encontró muchas hojas de herbario con hojas y flores, pero sin bulbo.

«Es comprensible. Con árboles y arbustos, puedes tomar algunos recortes. Conseguir una bombilla es un proceso mucho más complicado», dijo. «Pero no hubiera podido hacer un estudio como este si alguien no hubiera recolectado todo el espécimen. Necesitamos estas estructuras para poder comprender completamente no solo las plantas bulbosas, sino también otras con fascinantes estructuras subterráneas».

Los investigadores publicaron sus hallazgos en Ecología y evolución .


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