Científicos resuelven el enigma de las hojas de hierba

El secreto del extraordinario poder regenerativo de la hierba reside en parte en la forma de sus hojas, pero cómo surge esa forma ha sido un tema de debate durante mucho tiempo, un debate relevante para los cultivos básicos, como el trigo, el arroz y el maíz, porque son miembros de la familia de las gramíneas con el mismo tipo de hoja.

Ahora, ese misterio de la formación de las hojas de las gramíneas ha sido desvelado por un equipo del Centro John Innes, en colaboración con la Universidad de Cornell y la Universidad de Edimburgo, en Reino Unido, y la Universidad de California, en Estados Unidos, utilizando las últimas técnicas de modelización computacional y genética del desarrollo, según explican en la revista ‘Science’.

Uno de los autores correspondientes, el profesor Enrico Coen, explica que “la hoja de la hierba ha sido un enigma. Al formular y poner a prueba diferentes modelos de su evolución y desarrollo, hemos demostrado que las teorías actuales son probablemente incorrectas y que una idea descartada propuesta en el siglo XIX se acerca mucho más a la realidad”.

Las plantas con flores pueden clasificarse en monocotiledóneas y eudicotas. Las monocotiledóneas, que incluyen la familia de las gramíneas, tienen hojas que rodean el tallo en su base y tienen venas paralelas en toda su extensión. Las eudicotas, entre las que se encuentran las brasicáceas, las leguminosas y la mayoría de los arbustos y árboles de jardín, tienen hojas separadas del tallo por tallos, denominados pecíolos, y suelen tener láminas anchas con venas en forma de red.

En las hierbas, la base de la hoja forma una estructura tubular, llamada vaina. La vaina permite que la planta aumente su altura y mantenga su extremo de crecimiento cerca del suelo, protegiéndola de las cuchillas de las cortadoras de césped o de los incisivos de los herbívoros.

En el siglo XIX, los botánicos propusieron que la vaina de la hierba era equivalente al pecíolo de las hojas de las eudicotas. Pero este punto de vista fue cuestionado en el siglo XX, cuando los anatomistas de plantas observaron que los pecíolos tienen venas paralelas, similares a las de la hoja de hierba, y concluyeron que toda la hoja de hierba (excepto una pequeña región en su extremo) derivaba del pecíolo.

Utilizando los recientes avances en la modelización computacional y la genética del desarrollo, el equipo volvió a plantearse el problema del desarrollo de la hierba.

Modelaron diferentes hipótesis sobre el crecimiento de las hojas de hierba y contrastaron las predicciones de cada modelo con los resultados experimentales y para su sorpresa, descubrieron que el modelo basado en la idea del siglo XIX de la equivalencia entre vainas y peciolos estaba mucho más respaldado que la visión actual.

Esto es un reflejo de los hallazgos en el desarrollo animal, donde una teoría descartada -la de que la “parte inferior” de los insectos se corresponde con la espalda de los vertebrados como nosotros- fue reivindicada a la luz de nuevas investigaciones genéticas sobre el desarrollo.

El estudio de la hierba muestra cómo simples modulaciones de las reglas de crecimiento, basadas en un patrón común de actividades genéticas, pueden generar una notable diversidad de formas de hoja diferentes, sin las cuales nuestros jardines y mesas de comedor serían mucho más pobres.