III. LA REGULACI�N DE LA VIDA
UNA fuente perenne de regocijo para quienes aman la controversia
es la cuesti�n de qui�n fue el primero que encontr� tal cosa o que anunci� tal
concepto cient�fico. Siempre que alguien asienta: "Fulano fue el primero en
afirmar que...", alguien m�s arguye: "Pero ya antes Perengano hab�a escrito
que..." Pues bien, algunos afirman que Starling y Bayliss encontraron por primera
vez pruebas de que el organismo env�a mensajes por medios qu�micos de uno a
otro �rgano y dieron a los mensajeros el nombre de hormonas. Otros sostienen
que el primero en plantear el concepto, aunque no el nombre de hormonas, fue
Brown-S�quard.
Sin disputar precedencias digamos que a principios de este siglo se plante� en biolog�a el problema de la coordinaci�n del organismo por medio de productos qu�micos fabricados en alguna gl�ndula, los que van a ejercer su acci�n en otra gl�ndula o tejido del organismo. Un ejemplo bien conocido y de gran importancia es la insulina. Cuando se comen muchos az�cares o almid�n, sube el nivel de glucosa en la sangre; de inmediato unas c�lulas del p�ncreas empiezan a fabricar insulina, hormona que va al h�gado y lo estimula para convertir la glucosa en gluc�geno de modo que el nivel de glucosa en la sangre se estabilice sin pasar de cierto l�mite. Cuando no se produce insulina se declara diabetes, que es una enfermedad muy seria.
Hacia 1925 se empez� a sospechar que el organismo vegetal tambi�n tiene una coordinaci�n qu�mica; de hecho, esa coordinaci�n es el �nico sistema de intercomnicaci�n que tienen los vegetales, pues carecen de sistema nervioso, el que desempe�a un papel tan importante en el organismo de los animales. Las primeras hormonas vegetales que se estudiaron fueron las llamadas auxinas; la acci�n que primero se les reconoci� fue la de estimular el alargamiento de las c�lulas, que determina el crecimiento de la planta. Tambi�n determinan el crecimiento direccional o tropismo: la luz destruye a las auxinas, de modo que si la planta se ilumina por un lado solamente, las c�lulas iluminadas van a carecer de auxinas y no se alargar�n en tanto que las de lado sombr�o s� lo har�n; a consecuencia se producir� un crecimiento desigual, mayor en el lado oscuro, que har� que la planta muestre fototropismo o crecimiento hacia la luz. La demostraci�n de la explicaci�n te�rica expuesta se efectu� mediante diversos experimentos que culminaron con el aislamiento y posterior identificaci�n qu�mica de la principal auxina: el �cido indolac�tico. Estos experimentos acabaron con uno de los caballos de batalla de los vitalistas; quienes sosten�an que las plantas crecen hacia la luz porque la necesitan para vivir —lo cual es cierto— por lo que su "fuerza vital" las hace buscarla— lo cual no es la explicaci�n verdadera.
Las auxinas tienen, adem�s, otros importantes efectos. Uno de ellos es activar la respiraci�n elevando la energ�a utilizable por el organismo. Tambi�n estimulan el proceso de diferenciaci�n celular promoviendo el cambio de las c�lulas del embri�n, todas iguales entre s�, para formar los tejidos y �rganos que tienen el cuerpo de la planta.
Algunos a�os despu�s de conocer las auxinas se conocieron las giberelinas. �ste es un numeroso grupo de hormonas que llevan mensajes relativos a la floraci�n de la planta y que de modo no bien conocido y sin duda complicado interaccionan con otros factores para hacer que los �rboles entren en letargo en oto�o tard�o y se activen en la primavera, acomod�ndose al ritmo estacional. En este acomodamiento hay una interacci�n con las abscisinas, hormonas que tienen relativamente poco tiempo de conocerse, que intervienen para hacer caer las hojas de oto�o y luego mantienen a las yemas del �rbol en letargo durante el invierno para que no mate el fr�o a los reto�os por una brotaci�n extempor�nea. En igual forma las abscisinas causan el letargo de las semillas previniendo que los embriones inicien el desarrollo a fines de la época de calor o lluvia pues entonces el frío o la sequía matarían a la plantita que estaría demasiado pequeña para resistir el embate del clima; gracias a las abscisinas los embriones quedan dormidos hasta el regreso del buen tiempo —calor o lluvia—, que permitir� a la planta desarrollarse durante varios meses antes de que sobrevenga de nuevo el tiempo dif�cil.
Las citocininas son hormonas que promueven la divisi�n celular y en general causan un estado juvenil en la planta. Es una l�stima que no act�en en los animales pues algunos podr�amos usarlas.
Extra�amente, una mol�cula tan sencilla como el etileno tiene funciones hormonales, y entre otras cosas promueve la maduraci�n de los frutos. El aforismo "una manzana podrida echa a perder la canasta tiene como base una observaci�n real: los frutos sobremadurados forman y despiden etileno que penetra en los frutos cercanos y acelera su maduraci�n.
Gracias a las hormonas que traen y llevan mensajes, la planta no es un conjunto de �rganos aut�nomos sino un todo concertado, un sistema org�nico.
Las plantas sienten los cambios del ambiente, responden a ellos y se adaptan; y m�s les vale, pues ellas no pueden ir a pasar el invierno en la playa, y si no se adaptan, perecen. El agricultor siempre ha sabido esto, pero hasta hace poco tiempo no sab�a nada m�s. Cuando los espa�oles vinieron a M�xico, algunos deben haber tra�do semillas de manzano y al cabo del tiempo se dieron cuenta de que donde no hace fr�o en invierno el manzano no florece, ni da fruto aunque el �rbol puede seguir con vida y crecer. El efecto invierno fr�o-floraci�n del manzano oblig� a poner los huertos de estos �rboles y de otros pom�ceos y drup�ceos (peral, ciruelo, etc.) arriba de las altas sierras del centro de M�xico; aun en el norte del pa�s los huertos de manzano se encuentran en los valles altos y no en las partes bajas.
Todas las plantas "saben" cu�ndo hay luz y aprovechan su energ�a por medio de la clorofila que las capacita para hacer az�car por fotosíntesis. Pero muchas plantas "saben" adem�s si reciben muchas o pocas horas de luz y responden a ella. Cuando el frijol de soya recibe muchas horas de luz al d�a la floraci�n se hace tard�a en extremo, y cuando los d�as son cortos florece en muy corto tiempo. En cambio el l�pulo exige d�as con muchas horas de luz para florear y si no las recibe queda en estado vegetativo; por eso en los pa�ses intertropicales, donde todos los d�as del a�o tienen las mismas horas de luz y no son muchas (aproximadamente 12 en lugar de 16 o m�s en verano en Europa) no se puede cultivar l�pulo y las f�bricas de cerveza, esa bienhechora bebida, deben importarlo de pa�ses con largos d�as veraniegos.
Para sentir la luz la planta debe tener una mol�cula fotorreceptora. Los estudios han puesto en claro que la clorofila es la que convierte la luz en az�car, por as� decirlo; pero es otra mol�cula, el fitocromo, la que convierte la luz en flor. En realidad el fitocromo solamente percibe la luz absorbiendo la energ�a de los fotones y lo que hace que se desarrollen las flores son las enzimas. Por tanto, entre fitocromo y enzimas debe existir una manera de relacionarse, un lazo de uni�n, un mensajero. Eso es precisamente lo que son las hormonas: intermediarios que ligan al receptor del est�mulo con la mol�cula efectora. Ahora ya se tiene el cuadro completo:
Est�mulo (luz) ® receptor
(fitocromo) ® intermediarios (hormonas) ® efector (enzimas) ®
respuesta (flor). |
Las hormonas transmiten el mensaje actuando sobre el ADN o el ARN reprimiemiendo o liberando los mensajes de los genes que son los que ordenan "h�gase tal o cual enzima", como se explic� en el cap�tulo II.
Pero las hormonas no solamente pasan el mensaje sino que regulan el proceso. Hay diversas maneras de autorregulaci�n. Las auxinas estimulan diversos procesos cuando est�n presentes en bajas concentraciones pero los deprimen en altas concentraciones, as� que al acumularse frenan su acci�n por s� mismas. En otros casos la presencia de una hormona desencadena la acci�n de otra hormona de acci�n contraria y en otras ocasiones, en cambio, de acci�n complementaria. Tambi�n existe autoregulaci�n a nivel de las enzimas. De esta manera el organismo vegetal, lo mismo que el animal, controla sus procesos y funciones y guarda su equilibrio autorregulando la producci�n de las mol�culas intermediarias (hormonas) y efectoras (enzimas).
Sin embargo, puede ocurrir que por desviaciones del clima o por alguna otra causa falle la regulaci�n org�nica y entonces se produzcan desviaciones del desarrollo normal, de modo que una planta florecer� a destiempo, o fallar� en formar fruto, o los frutos caer�n antes de madurar, o alg�n otro tipo de desarrollo anormal; as� pasa con algunos �rboles de hoja caediza cuyas ramas, cuando no hay fr�o en invierno o no reciben muchas horas de luz en primavera, crecen pero no se cubren de hojas sino que quedan desnudas excepto por unas pocas hojas que se desarrollan en las puntas de las ramas.
Han pasado muchos a�os desde ese d�a pero nunca olvidar� la experiencia que nos hizo sufrir un profesor de fisiolog�a vegetal. Nos detuvo junto a una frondosa planta de sensitiva o vergonzosa (Mimosa pudica) y encendiendo un largo f�sforo lo acerc� a la punta de una hoja grande (las hojas de las mimosas y acacias est�n compuestas por numerosas "hojitas" o foliolos a lo largo de la nervadura central) manteni�ndolo cierto tiempo. Los foliolos empezaron a retraerse y cerrarse pero lo curioso es que el est�mulo se fue corriendo a lo largo de la hoja, de la punta lastimada a la base, de manera que la retracci�n de los foliolos caus� que toda la hoja se inclinara lentamente dando una total impresi�n de un brazo retray�ndose de dolor. Se me eriz� el pelo y casi o� gritar a la planta. Ya hab�a visto yo, muchas veces, la respuesta de la sensitiva al tocarle los foliolos pero jam�s hab�a visto su reacci�n a un est�mulo intenso y prolongado; estoy seguro de que las plantas no sienten dolor pues carecen de receptores y de c�lulas nerviosas, pero aun as�, no me gustar�a repetir la experiencia.
Este tipo de movimientos se llaman nastias. En el caso de est�mulos mec�nicos o t�rmicos la sensitiva los recibe en unas estructuras en la base de los foliolos llamados pulvini y se propaga a los dem�s foliolos no excitados directamente por medio de una sustancia estimulante que se sintetiza con gran rapidez; queda mucho por conocer sobre este proceso. La respuesta de cierre de los foliolos en la oscuridad que ocurre en muchas plantas tambi�n se siente en los pulvini y se debe a la s�bita entrada y salida del agua, o sea a la turgencia de las c�lulas de dichas estructuras, pero el mecanismo que liga la recepci�n de la luz con la respuesta de la c�lula no se conoce bien aunque se sabe que tiene que ver con la distribuci�n de las sales (iones) de potasio y de cloro.
Todas las plantas muestran un crecimiento direccional hacia la luz, o fototropismo, cuya causa es una distribuci�n desigual de la auxina, seg�n se dijo en el apartado anterior. El crecimiento de la ra�z hacia el centro de la Tierra o geotropismo es explicado tambi�n por la acci�n aux�nica. Estos tipos de crecimiento hacen que la planta se mueva hacia algo en el sentido de que crece dirigi�ndose a un punto del espacio determinado.
El desigual crecimiento del tallo es tambi�n responsable de que algunas plantas, como los girasoles, muevan sus flores o inflorescencias seg�n la posici�n del Sol. Causa similar tienen los movimientos de las hojas de muchas especies, como el frijol, que cuando la irradiaci�n solar es muy fuerte cambian de posici�n al mediod�a de modo que presentan los bordes al Sol para evitar que los rayos solares incidan de plano sobre la superficie foliar.
En relaci�n con los movimientos vegetales, son muy curiosos los que presentan las plantas insect�voras. Hay variantes seg�n las especies, pero en general se trata de sistema de pelillos disparadores que al ser tocados por un insecto hacen que la hoja se cierre bruscamente, reteniendo al insecto al mismo tiempo que entran en acci�n unas c�lulas secretoras de enzimas que digieren al infeliz bicho. Al rev�s de los movimientos relativamente lentos de la mimosa, que est�n mediados por est�mulos qu�micos hormonales, el r�pido cierre de las hojas carn�voras parece depender de potenciales bioeléctricos que son producidos por los disparadores de tipo neuroide pero de muy diferente evoluci�n a los que se desarrollaron en los animales.
No hay duda de que las plantas son sensibles a muchos m�s est�mulos de los que supone la mayor�a de la gente y dan lugar a fen�menos muy curiosos que a�n no entendemos por completo. Pero no hay que sobrepasarse; hace varios a�os fue una moda el tratar a las plantas como si fuesen perros. Se dijo que responden a la m�sica y que les gusta m�s Mozart que el rock, lo cual es digno de aplauso, pero la verdad es que las plantas no tienen receptores para los sonidos. Algunas personas se dejaron llevar por el entusiasmo en tal forma que llegaron a asegurar que las plantas adivinan el pensamiento, de modo que si me aproximo a un rosal con la aviesa intensi�n de romperle las ramas se marchita de miedo antes de que lo toque. Ojal� fuese as� pues entonces el combate contra las malezas ser�a f�cil, barato y sin problemas de contaminaci�n: bastar�a mirarlas, con odio o quiz� gru�irles un poco para deshacerse de ellas.
Lo que conocemos sobre la sensibilidad de las plantas es suficientemente interesante y encierra bastantes misterios para mantener ocupados a los cient�ficos durante a�os por venir. No compliquemos las cosas con hip�tesis indemostrables o fuera de toda l�gica cient�fica como las que se presentan en el libro La vida secreta de las plantas deTempkins y Bird (Editorial Diana) que es un entreverado de hechos cient�ficos con fantas�as y absurdos. La planta es un sistema sensible, cierto, pero no es material para ser estudiado por los psicoanalistas. As� que:
| Riega, poda y fertiliza con cuidado a tu rosal Pero no pierdas el tiempo en darle alg�n recital. |
En los climas subtropicales el campo es el mismo tanto en verano como en invierno. Tanto es as� que en algunos pa�ses llaman invierno a la estaci�n lluviosa y verano a la seca, lo cual es un ejemplo de c�mo el hombre, tras inventar el lenguaje para entenderse, lo usa para no entenderse. En los climas templados el invierno presenta un paisaje muy diferente al de verano: �rboles y arbustos est�n desnudos, las plantas herb�ceas son escasas y de especies diferentes a las del verano.
La planta es un sistema previsor que sabe cu�ndo viene el invierno y se prepara adaptando su cuerpo a las nuevas condiciones. No es que la planta tenga poderes de adivinaci�n, sino que los mecanismos evolutivos actuando a trav�s de millones de a�os con la consigna "adaptaci�n o desaparici�n" han permitido sobrevivir solamente a los individuos con mecanismos adaptativos.
Un �rbol de manzano es un buen ejemplo. En la primavera y principios del verano los d�as son largos y la temperatura c�lida. Al influjo de estos factores el manzano produce hormonas, sobre todo giberelinas, que lo llevan a crecer y a dar nuevas ramas y hojas. Conforme el verano se acerca a su final y entra el oto�o los d�as se acortan; antes de que se presente el fr�o el manzano sabe que el invierno se aproxima por el acortamiento de los d�as que registra gracias al fitocromo. Entonces disminuye la s�ntesis de hormonas y en cambio empieza a fabricar inhibidores del tipo de las abscisinas; al elevarse la concentraci�n de éstas en las hojas empiezan a aparecer hermosos colores del follaje oto�al; dorado, rojo violeta... luego, al empezar el invierno, estas mismas abscisinas har�n caer las hojas.
Por otra parte, la abscisina concentrada en las yemas las mantiene en letargo, de manera que aunque a mediados de enero o febrero ocurran varios d�as seguidos con temperaturas altas las yemas no brotan —lo que significar�a la muerte de los botones florales al volver el fr�o normal— sino que permanecen dormidas. Solamente cuando la yema ha sufrido el paso de muchas horas de fr�o la abscisina desaparece y la yema est� lista para brotar. Al llegar la primavera con los d�as cada vez m�s largos y c�lidos, el �rbol vuelve a sintetizar giberelinas y otras hormonas, se cubre de flores y reanuda su vida activa.
En condiciones naturales las manzanas maduras caer�an al suelo donde ir�an siendo consumidas lentamente por insectos y hongos; de tal modo, las semillas quedar�an libres en el suelo a mediados de oto�o cuando hay humedad y temperatura adecuadas para germinar. Pero si as� lo hicieran apenas estar�an naciendo los arbolitos cuando las nieves del invierno y la congelaci�n de las capas de agua superficiales los matar�a. No es as�, porque las semillas tienen sustancias inhibidoras que impiden la germinaci�n; solamente el paso del fr�o invernal las saca de su letargo quedando listas para germinar. Esto sucede en primavera cuando las lluvias, el agua de deshielo y el calor permiten el desarrollo del embri�n, as� que el arbolito va a tener todo un a�o para crecer y establecerse antes del siguiente invierno.
Existen muchas otras especies de plantas previsoras y no todas se adaptan de la misma manera. Por otra parte el hombre ha manipulado a las plantas desde que se invent� la agricultura y ha encontrado de modo fortuito o planeado la manera de modificar el desarrollo de un gran n�mero de especies. El trigo brinda un ejemplo de ello.
El h�bitat primario del trigo fueron las mesetas de lo que hoy es Turqu�a central, donde hay un marcado contraste en las horas diarias de luz y en la temperatura entre el verano y el invierno. La planta de trigo se adapt� a esas condiciones de la manera siguiente. Los granos se forman y llenan durante el verano y caen al suelo a principios del oto�o. Como a�n no hace mucho fr�o, germinan con las lluvias oto�ales y las plantitas empiezan a crecer con lentitud porque la temperatura es cada d�a m�s baja. Cuando tienen el tama�o de pasto de jard�n llegan las primeras nevadas y quedan cubiertas por la nieve durante dos o tres meses; no mueren, por el contrario su fisiolog�a exige ese est�mulo de fr�o para que la planta pueda proseguir su desarrollo. Al venir el deshielo, con la humedad y el relativo calor las plantas reinician su desarrollo, macollan y alargan sus tallos. Conforme avanza la primavera los d�as son cada vez m�s largos, y por influencia de las largas horas de luz se forman espigas con sus flores; luego viene la fecundaci�n y, de nuevo, la formaci�n de los granos. La planta de trigo est� de tal modo adaptada al ciclo clim�tico anual que no da tallos secundarios (macollaje) si no sufre d�as fr�os y no forma espigas si no recibe muchas horas de luz al d�a. El tipo de trigo descrito se denomina de h�bito invernal y no puede desarrollarse en climas donde el invierno es excesivamente largo y crudo ni en pa�ses tropicales, sin invierno, excepto en lo alto de las monta�as donde la altitud compensa la latitud.
Al practicar la agricultura el hombre encontr�, primero de modo emp�rico y ahora en programas de mejoramiento planeados, individuos con los genes de respuesta al fr�o reprimidos. Estos individuos, que perecer�an en lugares con clima similar al del hogar ancestral de la especie, son aprovechados para formar variedades que se cultivan durante la primavera en pa�ses donde el invierno es muy crudo como Canad� o bien para cultivarse en invierno casi a nivel del tr�pico, como el norte de México, ya que ah� el invierno no es muy fr�o. Estos trigos se denominan de h�bito vernal.
En su largo contacto con las plantas el hombre aprendi� a manipularlas. Las poda, las injerta, las trasplanta; en realidad todas estas t�cnicas son maneras emp�ricas, artesanales, de modificar la fisiolog�a de la planta suprimiendo tejidos productores de hormonas y enzimas o estimulando la secreci�n de ellas. Ahora empezamos a conocer los factores fisiol�gicos y qu�micos que gobiernan el desarrollo, como las hormonas. Ya existen en el mercado productos que estimulan el enraizamiento de las estacas de �rboles frutales y de ornato o que hacen que las plantas retengan mejor las flores y los frutos evitando su ca�da excesiva o que llevan a los frutos a madurar con mayor rapidez y tener mejor calidad. Muchos aspectos del desarrollo y de la productividad de las plantas han sido modificados, con mayor o menor �xito, por el uso de hormonas y fitorreguladores. El control del desarrollo vegetal por aplicaci�n de hormonas es una tecnolog�a nueva que a�n presenta muchas inc�gnitas pero que ya est� en servicio de una gran empresa: producir m�s alimentos para un n�mero creciente de gente con hambre.
El uso de fitohormonas en la agricultura ha sido atacado por los ambientalistas y supuestos defensores de la limpieza del medio ambiente y de la producci�n natural de alimentos. Estas personas deber�an considerar, en primer lugar, que la manipulaci�n f�sica y la qu�mica en muchos casos son fundamentalmente la misma: para la maduraci�n m�s r�pida de muchos frutos, �stos se envuelven en papel, lo cual evita que el etileno formado por el fruto se disperse en el aire, creando una rnicroatm�sfera con etileno que favorece los cambios de maduraci�n; si en lugar de ello yo aplico al fruto un producto que se absorbe y se rompe generando etileno en su interior, �qu� hago sino favorecer un proceso natural? La auxina es la hormona que induce la formaci�n de ra�ces de manera natural; si a una estaca de manzano le aplico auxina para que enraice con mayor rapidez, �en qu� contravengo a los procesos naturales?
Por otra parte, al arremeter contra el uso de agroqu�micos los ambientalistas no consideran c�mo podr�an alimentarse los millones de personas en el mundo, ya que la producci�n creciente de alimentos est� condicionada por el uso de fertilizantes, plaguicidas y productos similares. Precisamente la mejor manera de salvaguardar lo que a�n nos queda de selvas y h�bitats naturales radica en incrementar la producci�n de las tierras agr�colas para evitar la apertura al cultivo de lugares a�n no explotados. Deber�a ser �ste un razonamiento obvio; pero nada es obvio para quienes han llenado su mente de ideas preconcebidas y su �nimo de fobias irracionales. Porque para algunas de estas personas la "ecolog�a" es una religi�n y convencerlas del uso de agroqu�micos es tan frustante como tratar de convencer a un testigo de Jehov� de la utilidad de las transfusiones de sangre: la Biblia prohibe la ingesti�n de sangre, por tanto no puede ser buena si va contra el mandato expl�cito de Jehov�; as� tambi�n, los productos agroqu�micos no son mol�culas hechas por la naturaleza, por tanto son nocivas, son "contaminantes", del medio ambiente.
En honor a la verdad, la lucha de los ecologistas por mantener las condiciones naturales ha repercutido en la prohibici�n del uso de varios productos verdaderamente peligrosos por su gran estabilidad o efecto residual o por su alta toxicidad; estos productos se han sustituido por otros menos t�xicos y de m�s f�cil descomposición o degradaci�n. He trabajado personalmente en el control qu�mico de las malezas y en la aplicaci�n agr�cola de las hormonas vegetales y espero que mis experimentos hayan sido una ayuda en la producci�n de alimentos, tarea que juzgo de gran importancia para M�xico. Por ello, algunos ambientalistas a ultranza me certificar�n como envenenador p�blico; pero creo que los ec�logos serios estar�n de acuerdo en equilibrar las necesidades y luchar por tener alimentos y tenerlos sanos.
