| 19 Dic 2022

Descubierta la mecánica oculta del vuelo del diente de león

Autoría: María Teresa Gómez Sagasti, Raquel Esteban

Fuente: The Conversation

botánica , dispersión , frutos , semillas

La dispersión hacia un nuevo hábitat es una de las decisiones más arriesgadas que puede tomar un organismo vivo. Más aún si no se puede mover y su diáspora depende de terceros. Pero esa diáspora no solo está en manos del azar.

El diente de león emplea un fascinante mecanismo para que sus frutos, con las semillas y nuestros deseos abordo, viajen varios metros o incluso kilómetros y así garantizar su porvenir.

Puede parecer que las plantas son actores puramente pasivos en la dispersión de sus semillas y frutos, y que su suerte depende completamente de la idoneidad de las condiciones ambientales y de los polinizadores del momento. Sin embargo, hay varios ejemplos en el reino vegetal que muestran la capacidad de algunas para remodelar a lo largo del viaje y con precisión la anatomía de las estructuras transportadoras de sus semillas en respuesta a los cambios ambientales (viento, temperatura y/o disponibilidad de agua) . Este es el fascinante caso de Taraxacum officinale, de la familia de las asteráceas, comúnmente conocido como diente de león.

El diente de león ajusta su anatomía a las condiciones meteorológicas.

Si observamos de cerca el pompón blanco mullido de la planta de diente de león madura, ese en el que depositamos todas nuestras esperanzas al pedir un deseo, veremos que está conformado por decenas de frutos. Estos están unidos por un filamento a un intrincado “paracaídas” o penacho piloso y cónico, conformado por más de un centenar de cerdas, denominado vilano. Cuando los frutos se desprenden de la planta, el vilano atrapa el viento y comienza la diáspora.

Curiosamente, la morfología del vilano no es estática y cambia reversiblemente a lo largo del viaje. Y es que el diente de león ha mantenido en secreto –pero a la vista de todos– la clave para ajustar eficazmente su vuelo a las condiciones meteorológicas y asegurar así una dispersión exitosa de sus semillas.

Dispersión informada del fruto del diente de león. La hidratación diferencial del dispositivo de apertura/cierre del vilano en respuesta a los niveles de humedad y viento permite el despliegue o agrupamiento de las cerdas del vilano. Author provided

Una reciente publicación en la revista Nature Communications muestra las claves físicas de este fenómeno: la remodelación higroscópica (capacidad de absorber humedad) de la placa base de su vilano. Así, en condiciones secas y ventosas, los dientes de león despliegan sus vilanos para atrapar mejor el viento y favorecer la navegación aérea de los frutos. En cambio, cuando el ambiente se torna húmedo y el viento es suave, los frutos del diente de león cierran sus “paracaídas”, agrupan los vilanos, y comienzan a descender hacia el suelo.

Cómo adaptan su viaje a las condiciones ambientales.

La apertura del vilano del diente de león se modifica debido a la remodelación de una estructura higroscópica que tiene en la base, similar a un “dispositivo”, que se hincha en contacto con el agua e impulsa el movimiento de las cerdas sin gastar un ápice de energía. Este dispositivo absorbe las moléculas de agua del ambiente y determina si el nivel de humedad atmosférica es el óptimo. Es entonces cuando toma una decisión estratégica: abrir el vilano y emprender el vuelo hacia un hábitat más favorable, o cerrarlo y permanecer en la flor. De esta “decisión” biomecánica depende la supervivencia de la especie.

Ayudándose de cámaras de humedad controlada, técnicas de imagen y modelos informáticos, el equipo investigador descubrió que este dispositivo del vilano se compone de cuatro tejidos diferentes dispuestos de una manera radial singular entorno a una cavidad central.

Cada tejido, además, tiene una hidrofobicidad diferente y, por consiguiente, diferente capacidad para hincharse. Es justo esta hinchazón diferencial y radial la que permite el movimiento angular y sincronizado de los pelos del vilano.

Como se muestra en el estudio, en condiciones de mayor humedad el hinchazón radial del dispositivo provocaba que las cerdas del vilano se moviesen mecánicamente hacia arriba, desencadenando el cierre del paracaídas. En condiciones más secas, el dispositivo se deshidrataba y perdía su turgencia, provocando el despliegue de las cerdas y la formación de un paracaídas menos aerodinámico. En este artículo hablan de este dispositivo como un tipo de “bisagra biológica” nunca antes caracterizada que percibe y responde de forma activa y precisa a las señales ambientales y permite la dispersión informada.

Su papel en la biodiversidad.

El estudio de las características estructurales y funcionales relacionadas con la dispersión de las semillas y frutos es un campo de investigación activo por sus implicaciones en biodiversidad vegetal, así como en el cambio climático.

El diente de león desempeña un papel ecológico muy importante en los ecosistemas (principalmente urbanos y rurales). Son una de las primeras plantas en florecer, y por ello proporcionan néctar a una gran variedad de insectos polinizadores (incluidas las abejas) en los primeros meses de la primavera. La dispersión de esta especie influye en las poblaciones de polinizadores y estás, a su vez, en la producción de los cultivos. No olvidemos que la mayor parte de los cultivos dependen de los polinizadores. Por todo ello, conocer cómo modula el diente de león la dispersión de sus semillas en función de las condiciones ambientales es vital para predecir la dinámica de sus poblaciones en la actual crisis climática y su supervivencia en el futuro.

Fuente de inspiración biotecnológica: drones y robots blandos.

Conocer las características del vuelo del diente de león puede traer avances en la ciencia e ingeniería de los materiales. De hecho, la biomecánica detrás de la apertura o cierre sincronizado de las cerdas del vilano podría servir de inspiración para el diseño de nuevos robots elaborados con materiales flexibles que muevan apéndices simultáneamente, también conocidos como robots blandos.

Hay que tener en cuenta que los mecanismos naturales de dispersión de semillas son robustos, altamente adaptativos, y eficientes en cuanto a masa y energía para optimizar el vuelo, características muy valoradas en robótica. De igual forma, al conocer las singularidades del vuelo de larga distancia del diente de león hay quien baraja la idea de crear pequeños drones voladores con aplicaciones como la vigilancia, la seguridad y el control de la calidad del aire.

Son múltiples los avances que nos depara el vuelo del diente de león. Es hora de pedir nuevos deseos.

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