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¿Nueva forma de vida inteligente? Plantas con memoria que toman complejas decisiones

Las plantas también pueden tomar decisiones complejas. Al menos ésta es la conclusión a la que se ha llegado en un estudio sobre la planta de la especie Berberis vulgaris, la cual puede abortar sus propias semillas si son infectadas por parásitos. Aunque quizás sea exagerado de «inteligencia» vegetal, los resultados de esta llamativa investigación sí son la primera prueba ecológica de comportamiento complejo en plantas. Indican que esta especie tiene una memoria estructural y que puede diferenciar entre condiciones internas y externas, así como anticipar futuros riesgos

El Berberis vulgaris es un arbusto extendido por toda Europa. Se relaciona con la especie Mahonia aquifolium, nativa de Norteamérica y que ha estado extendiéndose a través de Europa durante los últimos tiempos.

Los autores del nuevo estudio, del Centro Helmholtz para la Investigación Medioambiental (UFZ, por sus siglas en alemán) y la Universidad de Gotinga, ambas instituciones en Alemania, compararon las dos especies citadas y encontraron una diferencia marcada en cuanto a infestación parasitaria: una especie altamente especializada de mosca de la especie Rhagoletis meigenii, cuyas larvas se alimentan de las semillas de la planta de la especie Berberis vulgaris, resultó tener una densidad de población diez veces superior en la nueva planta anfitriona, la Mahonia aquifolium.

Esto llevó al equipo de Harald Auge, biólogo del UFZ, a examinar las semillas de la Berberis vulgaris más de cerca. Se recogieron aproximadamente unas 2.000 bayas de la planta, procedentes de distintas regiones de Alemania, que fueron examinadas en busca de signos de perforación, y después abiertas para observar cualquier infestación por larvas de la Rhagoletis meigenii que pudieran tener. Este parásito perfora las bayas para poder depositar sus huevos en el interior. Si la larva consigue desarrollarse, se nutrirá a menudo de todas las semillas en la baya. Una característica especial de la Berberis vulgaris es que cada baya tiene habitualmente dos semillas y que la planta es capaz de parar el desarrollo de éstas para poder preservar sus recursos. Este mecanismo se usa también para defenderla de la mosca Rhagoletis meigenii. Si una semilla se ve infestada con el parásito, más adelante la larva en desarrollo se alimentará de ambas semillas. Si en cambio la planta aborta la semilla infectada, entonces el parásito en esta última morirá también y la segunda semilla queda a salvo.

Al analizar las semillas, los científicos hicieron un sorprendente descubrimiento: Las semillas de los frutos infestados no siempre son abortados, sino que ello depende de la cantidad de semillas que haya en las bayas. Si el fruto infestado contiene dos semillas, entonces, en el 75 por ciento de los casos, las plantas abortan las semillas infestadas, con el fin de salvar a la segunda semilla. Sin embargo, si la baya infestada sólo contiene una semilla, entonces la planta sólo abortará la semilla infestada en un 5 por ciento de los casos.

El equipo de investigación introdujo en un modelo informático los datos obtenidos durante el trabajo de campo, y los resultados fueron claros. Mediante los cálculos del modelo, los autores del estudio han demostrado que esas plantas sometidas al estrés físico de la infestación de parásitos reaccionaban de manera muy diferente a como lo hacían las que no sufrían estrés físico.

Si la planta aborta una semilla en un fruto en el que no hay ninguna más, todo el fruto habrá resultado inútil. En vez de tomar sin más esa decisión, parece que la planta «especula» con que la larva podría morir de forma natural, lo cual es una posibilidad. Pocas probabilidades de éxito son mejores que ninguna. «Este comportamiento anticipatorio, en el que las pérdidas predichas y las condiciones externas se sopesan, nos sorprendió mucho», confiesa Hans-Hermann Thulke del UFZ. De los resultados de este estudio se podría plantear, en palabras de Thulke, que la inteligencia vegetal es una noción ecológicamente plausible.

Pero, ¿cómo sabe la Berberis vulgaris lo que puede ocurrir cuando una mosca ha pinchado una de sus bayas? Aún no está claro cómo la planta procesa la información y cómo este comportamiento complejo pudo desarrollarse a lo largo del curso de la evolución. La Mahonia aquifolium, muy relacionada con la Berberis vulgaris, ha estado viviendo en Europa durante unos 200 años con el riesgo de ser infestada por la citada mosca de la fruta, y no ha desarrollado aún ninguna estrategia de defensa comparable. Esta nueva información arroja algo de luz en las subestimadas habilidades de las plantas, aunque abre al mismo tiempo muchos otros interrogantes.

En la investigación también han trabajado Katrin M. Meyer y Leo L. Soldaat.

Fuente: UFZ, Daily Galaxy y NCYT Amazings. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Especie invasora de gusanos amenaza a los caracoles de Europa

El gusano plano invasor Platelmintos manokwaris ha sido descubierto en Francia

Científicos australianos detectaron por primera vez en Europa la presencia de Platelmintos manokwari, un gusano procedente del Pacífico considerado como una de las plagas más invasoras del mundo, informaron fuentes académicas.

Los gusanos, que miden unos 50 milímetros y pueden sobrevivir a temperaturas por debajo de los 10 grados, fueron descubiertos en una vivienda de Caen (Francia) y sometidos a análisis para su identificación, informó en un comunicado la Universidad James Cook.

«Son una amenaza a la biodiversidad de Francia y Europa, donde hay cientos de especies de caracoles, de los cuales unos están a punto de extinguirse y otros están protegidos», dijo el investigador Leigh Winsor, de la facultad de Biología Tropical y Marina de la Universidad James Cook.

Confinados en el Pacífico

Los Platydemus manokwari «tienen una mala reputación en la región del Pacífico, donde habían sido confinados. Han sido transportados a Francia junto a otros platelmintos australes, lo que causa mucha preocupación», agregó Winsor.

A pesar de tratarse de un gusano terrestre, es «capaz de trepar árboles para cazar caracoles», lo que pone en peligro a varias especies endémicas, alertó.

Franja blanca central

El gusano, de color negruzco y con una franja central blanca, fue descubierto por primera vez en la localidad de Manokwari, en la provincia indonesia de Papúa Occidental en 1962. Dos décadas más tarde fue introducido en Bugsuk (Filipinas), Yokohama (Japón) y en las Maldivas para combatir otra plaga, la del caracol gigante africano.

En otras zonas del Pacífico, entre ellos Australia, probablemente entró camuflado en la tierra y las plantas que se llevaron a esos lugares, indicó Winsor, que colabora con Jean-Lou Justine, del Museo Nacional de Historia Natural de París, en la detección de estos gusanos en Francia.

El gusano

Este gusano plano es relativamente grande, alrededor de 40 a 65 mm de longitud y alrededor de 4-7 mm de ancho. Sin embargo, su cuerpo es bastante plano, con menos de 2 mm de espesor. Ambos extremos del animal son puntiagudos, pero el extremo de la cabeza es más puntiagudo que el extremo de la cola. Cerca de la punta del extremo de la cabeza tiene dos ojos. El color de este animal es de color marrón oscuro en la superficie superior, con una línea central más clara. La parte inferior es de color gris pálido.

Fuente: Eurekalert y otros medios. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Una posible causa de la extinción masiva de finales del Pérmico: ¿lluvia ácida como jugo de limón?

Investigadores del MIT encuentran que una lluvia tan ácida como el jugo de limón puede haber contribuido a la muerte masiva en la Tierra hace 252 millones de años

Lluvia tan ácida como jugo de limón sin diluir puede haber jugado un papel en la muerte de plantas y organismos de todo el mundo durante la extinción masiva más grave en la historia de la Tierra.

Hace alrededor de 252 millones de años, al final del período Pérmico, se dio un colapso en todo el mundo conocido como la Gran Mortandad, durante la cual una gran mayoría de las especies se extinguieron. La causa de esta extinción masiva es cuestión de debate científico, centrado en varias causas posibles, incluyendo una colisión de un asteroide, similar a lo que probablemente mató a los dinosaurios 186 millones años más tarde, una pérdida gradual y global de oxígeno en los océanos; y una cascada de eventos ambientales provocados por las erupciones volcánicas masivas en una región conocida hoy como las Trampas de Siberia.

Ahora los científicos del MIT y otros lugares han simulado esta última posibilidad, la creación de modelos climáticos globales de escenarios en los que repetidos brotes de vulcanismo arrojan gases, incluyendo azufre, a la atmósfera. Desde sus simulaciones, se encontraron con que las emisiones de azufre eran lo suficientemente importantes como para crear una lluvia ácida generalizada en todo el hemisferio norte, con los niveles de pH alcanzando 2, tan ácido como jugo de limón sin diluir. Dicen que una acidez así puede haber sido suficiente para deformar las plantas y atrofiar su crecimiento, contribuyendo a su definitiva extinción.

«Imagínese que usted es una planta que crece felizmente a fines del Pérmico», dice Benjamin Black, un post-doctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT. «Se hizo cada vez más y más caliente, pero tal vez tu especie ha tenido tiempo para adaptarse a eso. Pero entonces, de repente, en el transcurso de unos pocos meses, la lluvia comienza a chisporrotear con ácido sulfúrico. Sería una gran impacto si usted fuese esa planta.»

Black es el autor principal de un artículo que informa de los resultados del grupo, que aparece en la revista Geology. Los co-autores son Jean-François Lamarque, Christine Shields y Jeffrey Kiehl, del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, y Linda Elkins-Tanton, del Instituto Carnegie para la Ciencia.

Pico de jugo de limón

Los geólogos que han examinado el registro de rocas en Siberia han observado evidencias de una inmensa actividad volcánica que se produjo en explosiones cortas que comienzan cerca del final del período Pérmico y continuan por otro millón de años. El volumen de magma asciende a varios millones de kilómetros cúbicos, suficiente para cubrir por completo el territorio continental de Estados Unidos. Este guiso hirviente de magma probablemente liberó dióxido de carbono y otros gases a la atmósfera, lo que lleva a un calentamiento global gradual, pero de gran alcance.

Las erupciones también pueden haber lanzado grandes nubes de azufre, los cuales regresaron finalmente a la superficie terrestre en forma de lluvia ácida. Black, que ha pasado varios veranos en Siberia recogiendo muestras para medir el azufre y otras sustancias químicas preservadas en rocas ígneas, utiliza estas mediciones, junto con otras pruebas, para desarrollar simulaciones de actividad magmática en el mundo de finales del Pérmico.

El grupo simuló 27 escenarios, cada uno aproximando la liberación de gases a partir de un episodio volcánico plausible, incluyendo erupciones medianas, grandes erupciones y el magma estallando a través de tubos explosivos en la corteza terrestre. Los investigadores incluyeron una amplia gama de gases en sus simulaciones, basadas en estimaciones de los análisis químicos y en un modelado térmico. A continuación, realizaron un seguimiento del agua en la atmósfera, y las interacciones entre varios gases y aerosoles, para calcular el pH de la lluvia.

Los resultados mostraron que tanto el dióxido de carbono como el azufre volcánico podrían haber afectado significativamente la acidez de la lluvia al final del Pérmico. Los niveles de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero pueden haber aumentado rápidamente en el tiempo, en parte debido a la actividad volcánica en Siberia. Según sus simulaciones, los investigadores encontraron que este dióxido de carbono elevado podría haber un aumento la acidez de la lluvia en un orden de magnitud.

Añadiendo las emisiones de azufre a la mezcla, se encontraron con que la acidez se disparó aún más de un pH de 2 —tan ácida como jugo de limón sin diluir— y que esa lluvia ácida puede haber caído sobre la mayor parte del hemisferio norte. Los investigadores encontraron que, tras el fin de las erupciones, los niveles de pH en la lluvia se recuperaron, llegando a ser menos ácidos en un año. Sin embargo, con ráfagas repetidas de la actividad volcánica, Black dice que los cambios resultantes en la lluvia ácida podría haber estresado enormemente a las especies terrestres.

«Las plantas y los animales no tienen mucho tiempo para adaptarse a estos cambios en el pH de la lluvia», dice Black. «Creo que sin duda contribuyó al estrés ambiental que les hizo difícil la supervivencia a las plantas y los animales. En cierto momento usted tiene que preguntarse: ‘¿Cuánto puede durar una planta?'»

Vivir como un organismo de finales del Pérmico

Además de la lluvia ácida, los investigadores modelaron el agotamiento del ozono como consecuencia de la actividad volcánica. Mientras que el agotamiento del ozono es más difícil de modelar que la lluvia ácida, sus resultados sugieren que una combinación de los gases liberados en la atmósfera puede haber destruido de 5 a 65 por ciento de la capa de ozono, lo que aumenta considerablemente la exposición de las especies a la radiación ultravioleta. El mayor agotamiento del ozono se produjo cerca de los polos.

Cynthia Looy, profesora asistente de biología integrativa en la Universidad de California en Berkeley, estudia los entornos de las plantas en el pasado geológico. Looy, quien no estuvo involucrada en la investigación, dice que los hallazgos de Black confirman la teoría de que esta extinción masiva fue causada probablemente no por un disparador, sino por muchos.




«A menudo le llamamos el escenario del ‘Asesinato en el Orient Express'», dice Looy . «Muy a menudo buscamos un mecanismo asesino, pero es probable todo junto. El final del Pérmico sigue siendo un gran enigma para nosotros, y lo que Ben ha hecho es añadir piezas realmente agradables para completar este rompecabezas.

«En el futuro, Black espera que los paleontólogos y geoquímicos consideren los resultados como un punto de comparación para sus propias observaciones de la extinción masiva de finales del Pérmico. Mientras tanto, él dice que ahora tiene una imagen mucho más vívida de ese momento catastrófico.

«No es sólo una cosa que fue desagradable», dice Black. «Es una gran cantidad de efectos atmosféricos y ambientales muy desagradables. Estos resultados me hicieron sentir lástima por los organismos del final del Pérmico».

Fuente: MIT News. Aportado por Eduardo J. Carletti

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