Todos hemos llevado a cabo un ensayo de germinación, usualmente de germinación del poroto, en la escuela primaria. El experimento era sencillo: se ponía el poroto, una semilla seca, en contacto con el papel secante enroscado internamente en un recipiente transparente (vaso o frasco); el papel secante, a su vez, estaba en contacto con algodón humedecido ubicado en la cavidad que dejaba el secante enroscado. El recipiente transparente nos permitía ver lo que sucedía: casi como por arte de magia, el poroto seco comenzaba a hincharse y al poco tiempo (a veces en cuestión de horas) asomaba desde uno de los vértices de la semilla, una estructura que se iba bifurcando varias veces desde su base, de modo que al cabo de algunos días podíamos identificar lo que era una raíz. Un poco después de que hubiera asomado esa estructura que iba a terminar siendo raíz, se podía ver emergiendo desde el vértice opuesto, otra estructura que se pondría verde para dar lugar a una hoja. En definitiva, el experimento nos mostraba con lujo de detalles cómo, desde una estructura seca y aparentemente sin vida, puede emerger una planta. Pero como tantas otras cosas, el experimento a veces, podía fallar: la semilla, en lugar de dar lugar a una planta, se cubría de moho, iba tomando feo olor, y nada emergía. No había habido germinación; la semilla estaba muerta, indefensa ante el ataque de hongos y otros microorganismos que proliferan como resultado del ambiente húmedo provisto por el papel secante mojado.
De un experimento como este aprendíamos que, si la semilla está viva, ésta germina y da lugar a una planta y, si está muerta, no germina y probablemente se pudrirá por los microrganismos. Hay una tercera posibilidad: que la semilla esté viva y no germine porque, de algún modo, sabe que este no es el momento de germinar, por más que no le esté faltando agua y que la temperatura ambiente sea la correcta. Esta tercera posibilidad es que la semilla esté ¡dormida! Así como lo leen. ¿Dormida como quien duerme? Si, dormida como quien duerme, que no es lo mismo que muerta. Más aún, la gran mayoría de las plantas que no han sido domesticadas, producen semillas que al momento de la dispersión están dormidas. Esto es todavía más común en hábitats templados, que se caracterizan por mostrar cuatro estaciones en el año. A este tercer estado que presentan las semillas se lo llama dormición.
¿Qué es la dormición y para qué sirve?
La dormición es un impedimento interno para la germinación, un bloqueo que, como veremos, tiene gran valor adaptativo. A diferencia de la muerte que es irreversible, la dormición es un estado reversible, en ambas direcciones: las semillas que son dispersadas dormidas, tarde o temprano pierden la dormición; algunas semillas, después de haber perdido la dormición pueden volver a adquirirla, para después volverla a perder, y así. Ese bloqueo que determina la dormición puede originarse en controles de índole hormonal (si, las plantas también tienen hormonas que suelen tener el papel de “traducir” las señales del ambiente para producir alguna respuesta en consecuencia – por ejemplo- la salida o la entrada en dormición), o también en restricciones físicas a la entrada de agua o gases (oxígeno) a la semilla.
Más arriba escribí que una semilla dormida es aquella que de algún modo “sabe” que este no es el momento de germinar, aun teniendo humedad y temperatura disponible. ¿Qué puede estar sucediendo en un momento determinado para que una semilla “entienda” que no es el momento de germinar? Imaginemos la siguiente situación: una planta no domesticada que germina y emerge en primavera, cumple su ciclo durante esta estación y el verano, y lo concluye al final del verano, produciendo y dispersando las semillas que originarán un nuevo ciclo. Especies con este ciclo se denominan primavero-estivales. Como todos sabemos, las temperaturas en el otoño temprano suelen ser similares a las de la primavera; la diferencia es que a la primavera le sigue el verano (calor) y al otoño el invierno (frío). Si las semillas no fueran capaces de distinguir el otoño de la primavera, la temperatura y humedad adecuadas del otoño temprano las harían germinar, pero el ciclo debería cumplirse durante el invierno. Las plantas, por ser de una especie primavera-estival, o bien morirán por el frío, o las bajas temperaturas no permitirán la producción de semillas. En ambos casos, el ciclo no se cumplirá y esta especie no podrá dejar descendencia; su destino inexorable es la extinción. Pero si las semillas son dispersadas dormidas, éstas no germinarán por más que las temperaturas sean adecuadas y el agua esté disponible. En otras palabras, no se dejarán “engañar” por ese ambiente que parece primaveral. Esas semillas dormidas esperan “señales” del ambiente que las vayan despertando, al mismo tiempo que les indiquen en forma confiable que al despertar se encontrarán con la primavera. Para el ejemplo que estamos comentando, la señal más confiable y la más efectiva para despertar a las semillas, es la baja temperatura del suelo en invierno. En efecto, esas temperaturas son demasiado bajas para que la germinación ocurra, pero muy efectivas para hacer que las semillas despierten de modo que, cuando la temperatura del suelo comience a subir y sea adecuada para la germinación, esta vez sí se tratará de la primavera.
El ejemplo utilizado nos sirve para entender cuál es el valor adaptativo de la dormición de las semillas. En términos generales podemos decir que la dormición impide que la germinación ocurra cuando la supervivencia y perpetuación de la especie no está asegurada. Además de la germinación a destiempo del ejemplo, muchas otras situaciones pueden poner en peligro la supervivencia de la planta producida: la germinación en un sitio poblado de plantas adultas ya establecidas y contra las cuales una plantulita recién emergida no tiene ninguna posibilidad de salir airosa en la competencia por recursos; la ubicación a una profundidad tal en el suelo que atente contra la posibilidad de un arribo exitoso de la planta a la superficie; y otras más. Para la identificación de cada una de estas situaciones las semillas dormidas se sirven de distintas señales del ambiente como la intensidad y la calidad de la luz, el régimen térmico del suelo, las temperaturas extremas y/o ciertos compuestos químicos presentes en el humo que se producen como resultado de un incendio, etcétera. Estas señales determinan la terminación de la dormición, indicando al mismo tiempo que el peligro para el establecimiento de la planta que resulte de la germinación, ha desaparecido.
La agricultura no se lleva bien con la dormición de las semillas
A pesar de las evidentes ventajas adaptativas que, como ya vimos, tiene la dormición, para la actividad agrícola la dormición de las semillas ha sido desde siempre un problema a resolver. Y “desde siempre” significa desde el inicio mismo de la agricultura como actividad humana. En efecto, podemos imaginar la calamidad que significa para un agricultor haber sembrado semillas de, digamos, trigo con dormición: el cultivo nunca se implantará o, en el mejor de los casos, lo hará varias semanas o meses después de la siembra, en forma totalmente despareja, haciendo que el cultivo crezca y se desarrolle en una época del año ya totalmente desfavorable. La cerveza se hace con malta, mayormente de cebada, pero también de otros cereales (trigo, sorgo, maíz, arroz). La malta es el almidón y las proteínas que constituyen las sustancias de reserva del grano de cereal (aquellas que van a sostener el crecimiento de la plantita recién emergida después de la germinación hasta que la misma sea capaz de valerse por sí misma haciendo fotosíntesis) en contacto con las enzimas encargadas de convertir al almidón y a las proteínas que son moléculas complejas, en moléculas simples (azúcares y aminoácidos, respectivamente) para que puedan ser utilizadas por la nueva planta. Esas enzimas sólo se van a producir si el grano germina; en otras palabras, sólo se puede hacer malta si los granos germinan. Si los granos llegan con dormición, la industria maltera tiene un problema: no puede hacer malta, ergo, no hay cerveza. A lo sumo habrá que esperar meses a que la dormición se les haya pasado lo que, como sucede con las semillas que usamos para sembrar y que no germinan inmediatamente, las expone al deterioro y a su inutilización.
Es por ello que la domesticación de las plantas, casi en todos los casos tuvo entre sus objetivos la eliminación de la dormición o, al menos, una duración que no complique los planes que se tiene para esas semillas (siembra, industrialización a partir de la germinación). De esta manera, problemas como los que se describen en el párrafo anterior, tienen menos probabilidad de ocurrir. Sin embargo, en algunos casos, la intención de que las plantas cultivadas produzcan semillas sin dormición ha ido tan lejos que las semillas se encuentran totalmente “despiertas y germinables” incluso antes de ser dispersadas, cuando todavía se encuentran madurando en la planta madre. Esto conlleva otro tipo de problema: la germinación a destiempo en la planta madre, algo que, para el caso de plantas cultivadas se conoce como pre-germinado o brotado pre-cosecha. Esta situación es normalmente desastrosa para el agricultor ya que el grano, ya sea para molienda o para industrialización que dependa de su germinación (p.ej. malta), queda totalmente inutilizado. Para que ocurra brotado pre-cosecha, la salida anticipada de la dormición se tiene que combinar con que ocurran lluvias que provean el agua en cantidad suficiente como para que la germinación se dispare.
Las posibilidades de ajustar la dinámica de la pérdida de la dormición en una especie cultivada a las necesidades de la actividad agrícola, depende de cuánto conozcamos los mecanismos fisiológicos que la controlan. Una dormición muy extendida en el tiempo es un problema; pero una demasiada corta también lo es.
Las malezas de los cultivos son un problema por una serie de atributos que presentan esas especies, entre los cuales está la dormición de sus semillas. Esto hace muy difícil predecir cuándo una maleza va a emerger y en qué magnitud lo hará, determinando esto la imposibilidad de programar controles y de diseñar estrategias de manejo.
El Laboratorio de Biología de Semillas Aplicada del Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Aplicadas a la Agricultura (Ifeva) que funciona en la Facultad de Agronomía (UBA) y depende del Conicet y de la Universidad de Buenos Aires, está abocado a resolver estos problemas de dormición. El conocimiento generado que se ha traducido en más de 150 artículos científicos, está dirigido a diseñar estrategias de manejo de cultivos (cebada, sorgo, girasol) y malezas de los cultivos, en aspectos inherentes a la dormición de semillas.
*El autor es ingeniero agrónomo y profesor titular plenario (UBA). Investigador Superior (Conicet)
Producción y edición: Miguel Títiro - mtitiro@losandes.com.ar
