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Botánica

Las texturas de la selva

La clasificación genética devela el misterio evolutivo de las lianas y puede orientar en la preservación de los bosques tropicales

Lúcia Garcez Lohmann descubrió tempranamente el placer de organizar el mundo a su alrededor. A los 5 años inició una ordenada colección de estampillas de plantas y flores y, a los 16, no tuvo duda sobre cuál carrera seguir: haría biología para convertirse en especialista en la clasificación de los seres vivos. Comenzó estudiando una familia de hongos microscópicos que parasitan las escamas de los peces y reptiles. Pero igualmente se maravilló con una familia de plantas con flores en forma de campana de un colorido intenso que va del rojo sangre al blanco reluciente: las bignoniáceas, que agrupa a unas 850 especies con variadas formas y tamaños, que se distribuyen por las regiones tropicales del planeta.

Lúcia recorrió el mundo estudiando esa familia de plantas a la cual pertenece el lapacho amarillo, planta símbolo de Brasil, y ahora propone una clasificación más confiable para ellas. Visitó colecciones en Estados Unidos y en Europa y se internó en los bosques de América Latina para conocer de cerca donde se encuentran y como son las bignoniáceas.  Se especializó en un grupo de casi 400 especies de esa familia que hace décadas despierta el interés de los botánicos por tres razones. La primera es que ese grupo reúne la mayor variedad de América de lianas, enredaderas de tallo leñoso que crecen enroscadas al tronco de los árboles, y se esparcen por sus copas en busca de la luz necesaria para sobrevivir.

El otro motivo es que varias de esas plantas, que tejen redes impenetrables en el interior de los bosques y conectan la copa de los árboles al suelo, sirviendo de puente para monos y perezosos, poseen potencial medicinal. Algunos pueblos latinoamericanos las usan contra la diarrea, malaria, hepatitis, leishmaniasis y cáncer. En algunos países, sirven de condimento por tener aroma y sabor similar al ajo o al clavo de olor, además de resultar útiles para la construcción de muebles y casas. Pero Lúcia se sintió especialmente atraída por esas plantas porque conformaban un grupo con una intrincada historia evolutiva cuyas relaciones de parentesco desafían a los botánicos desde hace casi dos siglos.

Más allá de la apariencia
Mejor dicho, desafiaban. En un artículo publicado en 2006 en el American Journal of Botanny, Lúcia presentó el árbol genealógico que devela la historia evolutiva de ese grupo. Ahora, en un artículo de 400 páginas a publicarse en los Annals of the Missouri Botanical Garden, ella presenta una nueva clasificación que reorganiza ese grupo de las bignoniáceas basándose en criterios que van más allá de la semejanza de flores y frutos, como se hacía hasta hace poco, y promete desentrañar los meollos del bosque de lianas. A partir del análisis del material genético de esas plantas, ella redistribuyó las 400 especies en 22 géneros. El más abarcador, Adenocalymma, comprende 78 especies de lianas y arbustos de las regiones tropicales de América.

Con la nueva clasificación, algunos géneros como el Fridericia, pasaron a abarcar un número mayor de especies – antes era una, hoy son 69. Solo los géneros Callichlamys y Manaosella continúan con una especie cada una: la Callichlamys latifolia, enredadera de flores amarillas, encontrada desde Brasil hasta México; y la Manaosella cordifolia, en Manaos.

Es un avance en relación a la clasificación anterior, en la que había 47 géneros, 30 de ellos con hasta tres especies. Para quien trabaja en clasificación, un sistema con muchos géneros agrupando pocas especies es de escasa utilidad: casi no suministra información sobre el grado de parentesco, impidiendo que se hagan previsiones acerca de las especies incluidas en cada género. Sin ese tipo de información, poco se descubre sobre cuando y donde esas plantas surgieron o como y porque se desarrollaron y se diseminaron por toda la región tropical de América, originando especies tan distintas como la trepadora Caatinga Neojobertia brasiliensis, de flores amarillas, o la Adenocalymma cladotrichum, liana de tallo grueso que produce un fruto en forma de vaina, de medio metro de longitud.

En el artículo Annals of the Missouri Botanical Garden, 180 especies reciben un nuevo nombre porque cambiaron de género. También existe una detallada ilustración de cada género y mapas con la distribución geográfica de las 400 especies. “Espero que ya no sea necesario rehacer esa clasificación y, a partir de ahora, se consiga de hecho avanzar en la investigación sobre el origen, la evolución y la diversificación de ese grupo de plantas, el más rico en variedades de lianas”, comenta la botánica, profesora de la Universidad de São Paulo e investigadora del Jardín Botánico de Missouri, Estados Unidos, donde trabajó en la colección de otro estudioso de esas plantas, el botánico Alwyn Gentry, muerto en 1993.

Desde que el botánico inglés David Don propuso la primera clasificación de ese grupo de bignoniáceas en 1838, pasaron 170 años andando en círculos. “Cada uno que se proponía estudiarlas creaba un nuevo sistema de clasificación basado en criterios subjetivos y no salía de allí”, explica Lúcia, quien, a sus 33 años, se está convirtiendo en una referencia internacional en la materia. La nueva clasificación promete ser duradera porque se vale de una herramienta más adecuada, solo disponible recientemente: la sistemática molecular. Ese método permite organizar las plantas por grado de parentesco con base en las características genéticas, y no solamente por la comparación de las formas de flores, frutos y semillas.

“Esa nueva clasificación permitirá, por ejemplo, la búsqueda mejor orientada de compuestos con potencial farmacológico”, afirma Lúcia. Ella evaluó la proximidad entre las especies del grupo comparando mutaciones de dos genes: el ndhF, asociado al almacenamiento de energía solar bajo la forma de azúcares, y el PepC, relacionado con la pérdida de esos azúcares y a la liberación de energía. Esos genes desempeñan un papel esencial en la supervivencia y permiten evaluar el parentesco entre las especies en una escala de tiempo de hasta millones de años – llegan a ser idénticos en especies evolutivamente próximas y presentan diferencias en la medida en que el parentesco disminuye. “Esos genes se encuentran en secciones distintas del genoma y, aún así, cuentan con una historia similar”, dice Lúcia. “Por eso es alta la probabilidad de que el nuevo árbol genealógico represente de hecho el parentesco entre esas plantas.”

Las primeras respuestas
En 13 años en los que recorrió las selvas de Brasil y de otros seis países latinoamericanos (Costa Rica, Surinam, Guayana Francesa, Perú, Bolivia y Panamá), Lúcia camino durante días, atravesó ríos y, cuando fue necesario, escaló árboles de hasta 40 metros en procura de sus lianas. Recolectó muestras de casi mil ejemplares, hoy almacenadas en los herbolarios de la USP, como también del Instituto Nacional de Investigaciones de Amazonia y en los jardines botánicos de Río de Janeiro, Nueva York y Missouri. En un trabajo de hormiga, marcó el punto de cada colecta con un aparato de GPS y a sus datos les agregó los de otras colecciones, generando mapas con la distribución de las especies. Superpuestos, esos mapas revelan un dato importante para la conservación de esas plantas: no siempre las áreas de vegetación natural que deberían ser preservadas por albergar especies raras, de gran diversidad genética o de importancia evolutiva se encuentran legalmente protegidas.

Al comparar sus datos con los de los fósiles, Lúcia consiguió reconstituir la historia evolutiva del grupo. Ahora ya se puede decir cuando y donde esas lianas surgieron: fue en Brasil, en la región hoy ocupada por la Selva Atlántica, hace 40 millones de años – cuando los continentes ya tenían la forma actual y los mamíferos comenzaban a diseminarse por la Tierra. Pero no fue la única vez. Plantas con características de lianas aparecieron en otros tres momentos entre las bignoniáceas, en los Andes, en África y en Asia. Pero solo el grupo de la Selva Atlántica se ha desarrollado con tanto éxito y se diversificó tanto, generando las 400 especies conocidas.

Los resultados comprobaron también que el antiguo método de clasificación, basado en el color de las flores o en la forma de los frutos, era de hecho fallido. Lianas o arbustos con flores amarillas surgieron en seis momentos diferentes en ese grupo, en géneros no emparentados. “Ese dato confirma que el uso exclusivo de criterios morfológicos puede llevar a sistemas de clasificación no confiables”, dice Lúcia. Otra duda que se desprende es la de quién surgió primero: ¿las lianas, hoy la forma más abundante, o los arbustos, actualmente raros? Según Lúcia, las primeras especies de ese grupo se desarrollaron como lianas en florestas húmedas. Posiblemente, fueron exitosos en esos ambientes de poca luz por haber desarrollado un tallo con anatomía peculiar, más flexible, con zarcillos, filamentos que se enroscan en otros árboles que les permiten alcanzar los estratos altos del bosque. Sólo entre 5 y 10 millones de años después de esas lianas, que también se esparcieron por regiones de clima más seco y cálido como el actual Cerrado [sabana], es que surgieron los arbustos.

Pero la anatomía del tallo y los zarcillos no explican como esas plantas se diversificaron tanto y dominaron las regiones tropicales del globo. Parte de la respuesta parece estar ligada a la forma de las semillas. Las especies más comunes en los bosques producen semillas con una fina membrana que se extiende para lados opuestos, como alas abiertas. Según Lúcia, ese formato favorece la dispersión en los ambientes húmedos. Cuando los frutos se secan y se abren, ellas caen de lo alto girando como hélices de helicóptero. Ya en las sabanas, son más comunes las semillas redondeadas, semejantes a discos voladores, aparentemente mas adecuadas para la dispersión en regiones secas. “Cuando sopla el viento, esas semillas deben volar como si fuesen frisbees, los discos plásticos con los que las personas juegan en las playas”, explica.

Como ese grupo de bignoniáceas es muy diverso y abundante en las selvas tropicales, se considera que sirve como modelo para entender lo que puede ocurrir con las 300 mil especies de plantas con flores (angiospermas). Reuniendo informaciones sobre la distribución, la forma y la ecología de esas 400 especies con los datos de clima, suelo y temperatura, Lúcia intenta ahora prever lo que sucederá con la distribución de ellas en el caso que la temperatura del planeta aumente algunos grados. Ella aún  no tiene la respuesta, pero arriesga una hipótesis: es bastante probable que las selvas que hoy abrigan la mayor diversidad de plantas del planeta se transformen en inmensos bosques de lianas, dado que esas bignoniáceas crecen más rápidamente  que otros árboles y son las primeras en  ocupar áreas desforestadas.

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