Las semillas vivas más antiguas que se encuentran en la Tierra germinaron después de descansar más de 30,000 años en suelos árticos. Pero en los trópicos húmedos, las semillas no duran ". Una semilla de larga vida en los trópicos probablemente solo tenga unas pocas décadas. Esto puedeno parece mucho tiempo, pero es fundamental restablecer los árboles después de la deforestación y garantizar la supervivencia de las especies ", dijo Camilo Zalamea, investigador postdoctoral y autor principal de un nuevo artículo en ecología del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales STRI en Panamá
Las semillas de pioneros tropicales, árboles que restablecen un bosque después de la tala, inundaciones, sequías o incendios, necesitan estrategias para superar los dos desafíos que enfrenta cada semilla: 1 mantenerse con vida hasta que ocurran las condiciones adecuadas para crecer en una planta, y 2evite ser comido por los depredadores y descompuesto por los microbios del suelo.
Aunque las aves, los murciélagos o el viento pueden esparcir semillas de los bosques cercanos, muchas de las plántulas que comienzan un nuevo bosque emergen de semillas enterradas durante mucho tiempo en el suelo, es decir, del banco de semillas del suelo ". Por primera vez,estamos haciendo la conexión entre la latencia de las semillas, las características que hacen posible que una semilla espere hasta que las condiciones ambientales sean adecuadas para el crecimiento, y las defensas de la semilla, las características que la semilla usa para evitar ser comido o descompuesto ", dijo JimDalling, investigador asociado de STRI y profesor de la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign.
"En general, las especies de árboles pioneros tienen tres estrategias para sobrevivir en el banco de semillas. Las especies que adoptan una de estas estrategias comparten características o" síndromes de defensa de semillas ", dijo Dalling.
"Por ejemplo, algunas semillas pueden protegerse físicamente al producir una capa externa muy dura que dificulta que los animales o microorganismos lleguen a los tejidos vivos en el interior", dijo Zalamea. "Otras semillas sobreviven porque producen compuestos químicos para disuadir a los depredadores ypatógenos. Y algunas semillas son de corta duración, invirtiendo poco en defensas físicas o químicas, pero pueden estar protegidas por microbios especiales que seleccionan del suelo ".
La defensa de las semillas es costosa, requiere una inversión de recursos del árbol madre. Para 16 de las especies de árboles pioneros más comunes en Panamá, el equipo de investigación evaluó las defensas físicas de las semillas, preguntando: ¿Qué tan difícil es romper la semilla?¿Qué tan gruesa es la cubierta de la semilla, qué tan permeable es la cubierta de la semilla y qué tan pesada es la semilla? También evaluaron las defensas químicas de las semillas, observando la presencia y abundancia de productos químicos protectores y probando la toxicidad de los extractos de semillas.
"Descubrimos que cuánto invierte una semilla en defenderse está directamente relacionada con el tiempo que dura en el suelo", dijo Betsy Arnold, investigadora asociada de STRI y profesora en la Universidad de Arizona. Por ejemplo, semillas que son capaces depersistir durante largos períodos en el suelo depende más de las defensas químicas, mientras que las especies con menor persistencia dependen más de las defensas físicas. Por lo tanto, este trabajo ayuda a resolver cómo las semillas pueden permanecer vivas en el banco de semillas del suelo durante meses o años en los bosques tropicales ".
La comprensión de cómo las semillas evaden o repelen las plagas y enfermedades tiene una amplia aplicación más allá de los bosques tropicales. Las enfermedades de los principales cultivos de semillas - arroz, trigo y maíz - cuestan a la agricultura mundial miles de millones de dólares al año en pérdida de rendimiento, y representan una amenaza significativa paraseguridad alimentaria global. Sin embargo, se sabe muy poco acerca de cómo las plantas defienden sus semillas contra los enemigos, o cómo las defensas de las semillas se alinean con otras propiedades de las semillas.
"En nuestro estudio, descubrimos que las semillas pioneras tropicales se defienden utilizando tres síndromes diferentes de defensa de la latencia; esperamos que esta información se pueda utilizar para desarrollar prácticas más efectivas para la producción de cultivos y el manejo de malezas, restaurar la vegetación natural y generaruna mejor comprensión de la dinámica de la comunidad de plantas naturales ", dijo Adam Davis, científico del Departamento de Agricultura de EE. UU.
Esta investigación fue financiada por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. NSF DEB-1120205, DEB-1119758 y la Fundación Simons.
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Materiales proporcionados por Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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