Investigadoras e investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) estudian los mecanismos que permiten a las semillas sobrevivir en condiciones extremas de deshidratación, un conocimiento clave para enfrentar escenarios de sequía, preservar cultivos y desarrollar aplicaciones con potencial biotecnológico y médico.
El trabajo es encabezado por Alejandra Covarrubias Robles, investigadora del Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, quien analiza las proteínas que mantienen viable al embrión de las semillas incluso cuando han perdido más del 90 por ciento del agua acumulada durante su desarrollo.
Granos como maíz, trigo, arroz y cebada han sido la base de civilizaciones enteras, mientras que leguminosas como frijol, garbanzo o lentejas continúan siendo fundamentales para la alimentación humana. Su relevancia radica, entre otros factores, en su capacidad para acumular proteínas, almidones y aceites, así como en las adaptaciones que les han permitido sobrevivir en ambientes adversos.
De acuerdo con la investigadora universitaria, las semillas poseen características únicas que les han permitido desempeñar un papel crucial en la evolución de las plantas y del planeta. Una de ellas es la capacidad de mantener al embrión viable durante largos periodos en estado seco y bajo condiciones de estrés ambiental, como la falta de agua.
Covarrubias Robles explicó que, durante su desarrollo, las plantas espermatofitas entran en un proceso de deshidratación extrema. A diferencia de lo que ocurriría con tejidos animales, este proceso no resulta letal gracias a la presencia de proteínas específicas que protegen al embrión.
Entre estas proteínas destacan las conocidas como LEA (Late Embryogenesis Abundant), abundantes en la embriogénesis tardía. Estas se acumulan en semillas secas y también en hojas y raíces de plantas sometidas a sequía u otras condiciones de estrés, como altas temperaturas. A diferencia de las proteínas globulares, las LEA son altamente flexibles y pueden adoptar distintas estructuras según el ambiente, lo que les permite cumplir múltiples funciones.
Una de las condiciones esenciales para la conservación del embrión es la formación de un estado vítreo, una estructura sólida similar al vidrio que se genera en la semilla al perder agua. El equipo del IBt ha demostrado que las proteínas LEA son clave para la formación de este estado, el cual protege los componentes celulares y mantiene la viabilidad de la semilla.
Los estudios, realizados principalmente con la planta modelo Arabidopsis thaliana y con semillas de frijol, han mostrado que cuando se eliminan o alteran genes que codifican estas proteínas, las semillas envejecen más rápido, pierden viabilidad y disminuye su valor nutricional.
Además de su relevancia ecológica y agrícola, las proteínas LEA tienen un amplio potencial de aplicación. La investigadora señaló que podrían utilizarse para seleccionar o desarrollar plantas con mayor tolerancia al estrés hídrico, así como para conservar semillas por periodos más prolongados.
Incluso, estudios in vitro han demostrado que estas proteínas pueden proteger otras moléculas sensibles a la deshidratación, lo que abre la posibilidad de utilizarlas en la conservación de embriones, células madre u otras proteínas, e incluso en tratamientos médicos relacionados con la criopreservación.
Parte de estos hallazgos fueron difundidos en el artículo “Secretos de las semillas”, escrito por Alejandra Covarrubias Robles e Inti A. Arroyo Mozo, y publicado en el número 324 de la revista de divulgación científica ¿Cómo ves?, editada por la UNAM. En él, las y los autores destacan a las semillas como verdaderas cápsulas del tiempo que han permitido a las plantas resistir incendios, heladas, sequías prolongadas e incluso el paso por el sistema digestivo de los animales.
Con esta línea de investigación, la UNAM contribuye al entendimiento de procesos fundamentales para la vida vegetal y al desarrollo de soluciones científicas frente a los retos ambientales y climáticos actuales.
