Plantas

Plantas

Tan pronto como el hombre se incorporó a sus primeras actividades agrícolas, nació su interés en conocer las características de las plantas, sus vías de regeneración, propagación y las formas de mejorar sus capacidades reproductivas.

Un conocimiento básico fue la observación de que muchos árboles podían ser cortados por el tronco al nivel de la tierra, pero podían posteriormente regenerarse completamente si sus raíces no se habían destruido.

A medida que pasaron los años, se fueron incorporando lentamente nuevos métodos para mejorar las características y propagación de las plantas. Así se introdujeron la siembra de estacas o esquejes seleccionados y la preparación de acodos o margullos para la regeneración y multiplicación de nuevas plantas a partir de ellos. También se fueron desarrollando los diferentes métodos de injertos empleados principalmente en la floricultura y en la arboricultura. Con esto se lograba perpetuar una planta con determinadas propiedades que se desean conservar en la descendencia, lo que se consigue mediante la implantación o fijación de una pequeña porción (injerto) de la planta donante sobre otra que sirve de receptora y que se ha llamado pie o patrón. Un requisito indispensable para el éxito de este proceder es la existencia en el injerto de una o más yemas.

Con estas técnicas se lograron buenos resultados entre especies del mismo género y a veces en los injertos efectuados en diferentes géneros, pero pertenecientes a una misma familia. Esto indicaba la necesidad de una afinidad botánica entre el injerto y su patrón. Los principales tipos de injerto incluyen corona o púa, de escudete o de corteza.1,2

Las observaciones realizadas sugerían la existencia de células vegetales precursoras con capacidad regenerativa, al menos de ciertas partes de la planta. No fue hasta el año 1902 en que se hicieron los primeros intentos de cultivos de células vegetales y se planteó su capacidad totipotencial, lo que conformó la base teórica de las técnicas de cultivo in vitro.3 Con posterioridad, la introducción de nuevos procederes permitió optimizar este tipo de cultivo con el empleo de medios nutritivos específicos.

Entre los métodos de regeneración de plantas in vitro están la organogénesis y la embriogénesis somática.3-6

La organogénesis se caracteriza por la formación de un aglomerado celular embrionario o primordio a partir de una yema, lo que constituye el elemento del que pueden generarse nuevas plantas después de diferentes etapas y procederes.

Alrededor del año 1970 se introdujo la embriogénesis somática, proceso regenerativo técnicamente más avanzado y más eficiente para la producción de plantas in vitro. Esto consiste en la formación de embriones somáticos, también llamados asexuales o adventicios, que se generan a partir de una célula, sin la necesidad de la fusión de gametos.3-7 Estas estructuras en las condiciones apropiadas tienen la capacidad de crecer y formar plantas normales. Este método además de su gran eficiencia, ofrece la posibilidad de encapsulación de estas estructuras embrionarias para formar las llamadas “semillas artificiales”.3-7

A los métodos de cultivo in vitro se le han señalado varias ventajas.3,8-10 Entre ellas tenemos:

Obtención rápida de plantas.

Regeneración clonal de gran cantidad de plantas, lo que permite garantizar determinadas características como pueden ser mejores flores o frutos y también la conservación de ciertas especies de plantas raras o en peligro de extinción.

Formación de nuevos híbridos a partir de especies lejanamente relacionadas.

Producción de plantas genéticamente modificadas. Mediante plantas transgénicas se pueden obtener algunas proteínas con uso terapéutico en animales o humanos.

Selección de plantas con resistencia a determinados patógenos o herbicidas.

Producción de plantas con muy pocas posibilidades de transmisión de patógenos.

Todos los datos precedentes nos muestran como, poco a poco, el hombre fue desentrañando los misterios de la regeneración biológica en el campo de la botánica. En la actualidad, al concepto clásico de regeneración se puede adicionar el proceso de obtención de una planta a partir de una sola célula vegetal o de un grupo de ellas, lo que es avalado por las técnicas de avanzada que permiten generar plantas in vitro y modificar sus características, y que han dado al hombre un poder antes solo concedido a la naturaleza.

Animales

En el campo de la zoología, también desde tiempos remotos el hombre ha venido haciendo observaciones sobre la capacidad regenerativa de algunos animales. Su fascinación por este tema ha quedado reflejada en 2 leyendas mitológicas que han trascendido el paso de los años: una la de Prometeo encadenado y la otra la de la lucha de Hércules con la Hidra.11-13

La primera leyenda describe el castigo que se le impuso a Prometeo por robar el fuego sagrado del Olimpo y regalárselo a los hombres.11,12 Por este hecho, Júpiter lo condenó a permanecer encadenado en un alto pico de las montañas del Cáucaso para que un águila le devorara el hígado eternamente, pues Prometeo era inmortal y este órgano se regeneraba tan rápidamente como era devorado. Esta leyenda refleja el conocimiento que ya tenían los antiguos sobre la capacidad regenerativa hepática, aunque por supuesto, en la realidad no tan vigorosa y espectacular como en la leyenda.

La otra leyenda corresponde a uno de los 12 famosos trabajos que realizó Hércules y que consistió en luchar con un monstruo multicéfalo con 9 cabezas de serpiente y cuyo veneno era mortal.13 Este engendro asolaba la comarca alrededor del lago de Lerna y se conocía como la Hidra de Lerna. En la titánica lucha, pudo comprobar que tan pronto cortaba una cabeza ella se regeneraba inmediatamente. Al final logró vencerla quemando con una antorcha los cuellos cercenados para evitar que de ellos emergieran la nuevas cabezas. Se conoce que los celentéreos hidrozoos, clasificados como hidras, están dotados de un gran poder de regeneración, lo que representa un interesante vínculo entre los conocimientos científicos y la mitología.

La regeneración biológica se comporta de forma diferente en los distintos tipos de animales, pues mientras resulta común en los invertebrados, se encuentra limitada en la mayoría de los vertebrados. Es conocido que los animales inferiores poseen mayor poder regenerativo que los superiores. En el caso particular de los seres humanos, aunque también poseen cierto grado de habilidad regenerativa, esta está mucho más limitada.

Invertebrados

Uno de los animales con mayor capacidad regenerativa conocida es la planaria, que se considera el miembro más primitivo de los gusanos planos o platelmintos.

Cuando una planaria se corta horizontalmente en varios fragmentos, cada uno de ellos es capaz de regenerar un animal completo (fig. 1A). De la región anterior del fragmento se originaría la cabeza y de la posterior emergería la porción caudal. Por esto se plantea que la planaria tiene una capacidad regenerativa bidireccional. Por otra parte, se ha señalado que cada segmento individualizado tiene el potencial necesario para formar un gusano completo, porque en él existen células madre totipotentes. Estas características han hecho que la planaria se haya convertido en uno de los animales más usados en la experimentación relacionada con la regeneración biológica.14,15-17

Se ha observado que si en la cabeza de la planaria se hacen varias hendiduras verticales y después se impide que se unan los lóbulos formados, cada uno de ellos da lugar a una cabeza completa, quedando la planaria convertida en un gusano policefálico (fig. 1B).

Fig. 1. Regeneración en la planaria. A: si el animal se corta horizontalmente en varios fragmentos, cada uno de ellos regenera un organismo completo. B: si en la cabeza del animal se producen varias hendiduras verticales, cada segmento formado da lugar a una nueva cabeza.

Otro experimento muy interesante ha mostrado que una planaria puede reconocer un estímulo particular y responder de una forma específica si previamente ha recibido un condicionamiento. Si este animal así entrenado se divide en varios fragmentos, cada uno de los gusanos completos regenerados de ellos puede responder como el gusano original, lo que indica un proceso de almacenamiento y transferencia de conocimiento.15

En la lombriz acuática (Lumbrículos), también se ha señalado una regeneración bidireccional, pues después de una sección transversal, cada parte puede regenerar el animal completo. Sin embargo, la regeneración en la mayor parte de los gusanos, entre ellos la lombriz de la tierra, no es así, pues si el animal se corta a la mitad, la parte que tiene la cabeza puede regenerar el fragmento posterior perdido; pero el segmento posterior generalmente muere y si sobrevive, solo puede regenerar otro segmento similar a él, lo que al final imposibilita la supervivencia del animal.18,19

Las esponjas también pueden reconstituir su cuerpo completo a partir de pequeños conglomerados de sus propias células. Se ha planteado que muchas de estas células tienen un amplio espectro regenerativo, pues pueden pasar de una forma aparentemente diferenciada a otros tipos celulares con diferentes funciones. Desde hace tiempo se conoce que si una esponja se fragmenta y se disocia en una suspensión de células separadas, estas después se van uniendo progresivamente

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