Elena Álvarez-Buylla Roces

Lacandonia schismatica es una pequeña planta hialina que crece entre la hojarasca de la selva. Es endémica de la selva Lacandona en Chiapas y su importancia radica en que, de las 250 mil plantas con flores conocidas en el mundo, esta es la única con una estructura invertida en sus órganos sexuales: tiene los órganos masculinos o estambres en el centro de la flor, rodeados de los órganos femeninos o carpelos. Esta peculiaridad ameritó la creación de una nueva familia: Lacandoniaceae; aunque estudios recientes sugieren que probablemente pertenece a las Triuridaceae, cuyos miembros son de apariencia muy similar a la especie que nos ocupa, pero con flores unisexuales o con flores hermafroditas de carpelos centrales.

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2010 2 05Fig02     Lacandonia vive en simbiosis con un hongo microscópico que habita dentro de ella, el cual degrada compuestos carbonados para alimentarla. Por ello es que se dice que es heterótrofa. Otra singularidad de su flor es que se poliniza antes de que ésta se abra. En nuestro laboratorio nos interesa entender las causas evolutivas (el porqué) y las genético-moleculares (el cómo) que originaron la estructura invertida de los órganos masculinos y femeninos de sus flores. El estudio de este sistema vivo nos permite comprender cómo evolucionan los procesos del desarrollo que dan lugar a innovaciones evolutivas como ésta, y resulta interesante indagar qué cambios moleculares fueron suficientes para darle origen.

      ¿Por qué y cómo es que una especie cambia y evoluciona hacia nuevas formas y procesos de desarrollo?

     ¿Qué genes están relacionados con estos cambios en el desarrollo a lo largo del tiempo evolutivo?

     Para dar respuesta a estas y muchas otras preguntas, estudiamos genes llamados “homeóticos", que son parte de un complejo sistema de genes que sirven para definir la identidad y función de cada célula. Los genes homeóticos, por ejemplo, determinan si un conjunto de células se desarrollarán como estambres o como carpelos.

     En el caso de Lacandonia, los genes homeóticos de la flor funcionan de manera distinta al resto de las especies con flores. Dichos genes fueron caracterizados por primera vez en una especie modelo, Arabidopsis thaliana, y al estudiarlos en Lacandonia hemos descubierto que uno de ellos, llamado APETALA3 (cuya función está involucrada en la formación de estambres) se expresa en el centro de la flor desde las primeras etapas de su desarrollo, lo cual explica la posición central de los estambres en esta flor tan rara.

2010 2 05Fig03      Así mismo hemos descubierto que Lacandonia y las Triuridaceae tienen una relación de parentesco, y ahora nos encontramos desentrañando su relación con respecto a otras Pandanales, orden en el cual se las ubica ahora. También estamos estudiando los genes florales de su especie hermana, Triudis brevistilys. Finalmente, hemos corroborado (con estudios de microscopía de barrido) que las estructuras reproductivas de Lacandonia son flores verdaderas y no inflorescencias comprimidas, como habían sugerido algunos investigadores. Estos estudios nos están dando las bases para hacer análisis comparativos considerando otras especies que también tengan formas distintas en sus flores.

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     A pesar del exceso de soberbia y/u optimismo de la era genómica, el tener hoy en día muchos genomas secuenciados no ha sido suficiente para entender los mecanismos y procesos que sustentan la integración maravillosa y la diversidad de las formas vivas. Por un lado tenemos los genomas del ser humano y otros organismos, y por el otro la morfología y fisiología de los mismos, tanto en condiciones normales como en las patológicas. Entre uno y otro está el estudio del desarrollo que es aún un campo lleno de incógnitas para la biología contemporánea.

2010 2 05Fig05     En este sentido, un hallazgo sorprendente ha sido que los genes florales que estudiamos son muy parecidos a los que regulan el desarrollo del corazón. Este caso es un ejemplo claro de que los seres vivos son mucho más que sus genes. Fuera de esta coincidencia cursi de la evolución (que el control genético del desarrollo de flores y corazones tenga algunos elementos compartidos) el ejemplo ilustra que necesitamos estudiar muchos aspectos y niveles de organización (en células, tejidos, etc.) durante el desarrollo, además de los genes, si queremos entender cómo se forman y han evolucionado éstas y otras estructuras maravillosas y complejas del mundo vivo.

     Lacandonia schismatica ha iluminado nuevos descubrimientos en la evolución del desarrollo, y es una clara demostración de la importancia de la biodiversidad mexicana para avanzar en éste y otros campos de la ciencia. Esta especie también ha inspirado renovados esfuerzos para conservar la selva chiapaneca y su biodiversidad. Estamos colaborando con los habitantes encargados de salvaguardar las poblaciones de Lacandonia. Se buscan estrategias para mejorar sus condiciones de vida, que a su vez permitan valorar adecuadamente la riqueza biológica local, e impulsar formas de manejo y producción sustentables. Esto es fundamental para lograr la conservación de la biodiversidad de México ya que una proporción muy alta de la misma se encuentra justamente en éstas y otras selvas poco estudiadas. En un esfuerzo de dos años de colecta en colaboración con el Instituto de Biología en las áreas circundantes a donde crece Lacandonia ¡se han descubierto más de 25 especies nuevas de plantas y animales para la ciencia!