Miguel G. Galicia
México, D.F. De acuerdo con el investigador Víctor Manuel Chávez Ávila, el Laboratorio de Cultivo de Tejidos Vegetales (LCTV) del Jardín Botánico de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) es el lugar idóneo a partir del cual nuestro país lograría la autosuficiencia alimentaria gracias a la reproducción en serie y a gran escala de productos vegetales.
“La epidermis verde del país se está perdiendo. Nos parece que las plantas que son estudiadas y propagadas por los jóvenes e investigadores en este laboratorio pueden ser la fuente del nuevo abasto de vegetación del país”, señaló.
En el centro auspiciado por el Instituto de Biología de la UNAM se rescatan in vitro plantas mexicanas en riesgo de extinción a través de la aplicación de métodos celulares.
Chávez Ávila indicó que además se puede trabajar de igual manera con todo tipo de especies: “Hoy la ciencia y la tecnología nos ofrece una alternativa para poder producir grandes cantidades de plantas alimenticias, medicinales, industriales, ornamentales y con fines de reforestación”.
“Con células y tejidos podemos regenerar una gran cantidad de plantas en espacios reducidos, controlados, en los tiempos y cantidades que podríamos desear como sociedad”, agregó.
Investigación de primer mundo
“El cultivo de tejidos vegetales es una rama de la biología que se basa en el concepto de Totipotencialidad celular, lo que quiere decir que todas las células, sin importar en que parte de su anatomía se encuentren, tienen la misma información genética a través de la cual se puede generar un nuevo individuo”, expresó Chávez.
Esta especialidad inició en 1902 de la mano del doctor alemán Gottlieb Haberlandt y posteriormente llegó a México a principios de los años 70; primero a la Universidad Autónoma Chapingo (UACh), de allí pasó a la Facultad de Química de la UNAM y luego empezó difundirse de manera gradual por el resto del país.
El LCTV emplea procedimientos perfeccionados a lo largo del tiempo. Divide cualquier organismo vegetal en sus bloques constituyentes, los cuales pueden ser protoplastos, células, tejidos, órganos, y con eso se crean nuevas plantas, todo bajo condiciones asépticas.
Chávez Ávila recalcó que “las células o tejidos son sometidos a un medio ambiente controlado de luz temperatura, humedad, PH, atmósfera y a una cantidad de hormonas vegetales”.
Tales factores les permiten a los científicos dirigir la respuesta primigenia de los tejidos para orientarlos hacia la formación de nuevas plantas, órganos, flores o algún metabolito de su interés. “En el laboratorio podemos controlar la respuesta morfogenética o biosintética, tanto para aspectos académicos, como aplicados”, dijo.
¿Cómo lo hacen?
Para efectuar una reproducción in vitro los investigadores seleccionan o cortan una parte de la planta que será estudiada, puede ser una hoja, tallo, raíz o el polen. Se le coloca en un frasco que contiene un ambiente acuoso rico en nutrientes y se le adicionan las hormonas de crecimiento.
El medio de cultivo en el que se van a desarrollar es el que los mantendrá vivos y en posibilidades de aceptar las “señales” que les sean enviadas por medio de las mencionadas hormonas.
“La estructura que cultivemos y su estado de desarrollo son vitales desde un inicio, pues es muy diferente cultivar una raíz a una yema creciendo activamente. Y es diferente si tomamos una en etapa inmadura o de madurez por lo que elegimos tejidos inmaduros” explicó.
Eso junto a los reguladores de crecimiento agregados, denominamos hormonas vegetaleso en estricto sentido fitoreguladores, arrojan diferentes resultados. “Nosotros en el laboratorio utilizamos naoxinas y citocininas. Son productos químicos como ácido naftalenacético (ANA) y benciladenina o kinetina”, arguyó.
“Usamos cantidades de miligramos, lo cual no sabíamos antes pero lo hemos ido explorando. Como tampoco sabemos cuanto tiempo tenemos que someter a ese tejido a tales concentraciones vamos ensayando. Eso es parte de las investigaciones. No es algo puramente técnico hay que hacer experimentos”, describió.
Una vez que las células han respondido a los estímulos el resultado se registra y “debemos reconocer si esa respuesta va en el sentido que deseamos, si está muriendo o viviendo el tejido. De estar vivo debemos ver si va en el sentido que necesitamos que vaya. El cultivo de tejidos vegetales es puramente experimental. Eso quiere decir en términos llanos, ensayo y error”, detalló.
Los Bioreactores de inmersión temporal
Desde su llegada como estudiante, luego como maestro y ahora investigador en el LCTV, Ángel Jiménez Rodríguez ha buscado la manera de incrementar la productividad del laboratorio, y lo ha logrado.
Luego de su paso por una empresa privada, Jiménez apostó por reproducir con poco dinero los equipos denominados Bioreactores de inmersión temporal, cuya efectividad ha revolucionado los procesos de reproducción a gran escala en todo el mundo y por supuesto en ese laboratorio.
Un bioreactor es un sistema de cultivo no estático creado hace años en Francia y su precio en el mercado es de tres mil pesos en promedio, sin embargo con las modificaciones hechas por Jiménez se pueden hacer por una fracción de esa cantidad.
Si para la reproducción de células con el método común se utilizan frascos de Gerber -cuyas células se mantienen inmóviles, sujetas al fondo con el medio de cultivo semisólido-, en los bioreactores el recipiente es más grande, y por ende la cantidad del líquido de nutrientes y reguladores también aumenta.
“Como es un sistema de inmersión temporal el medio de cultivo baña no sólo la base, sino todas las células y luego cuando brota toda la planta. Con eso logramos que más tejido esté expuesto a el, y más porcentaje de células participan en el proceso de reprogramación genética, lo que significa reordenar su desarrollo. Obtenemos más plantas en menos tiempo”, intervino Víctor Chávez.
El bioreactor modificado de Ángel Jiménez está integrado por dos contenedores de plástico, ambos interconectados con mangueras de plástico y un filtro hidrofóbico para aire.
Los ductos de plástico dan paso al fluido líquido con nutrientes y fitoreguladores, que bañan la planta, al tiempo que permiten la entrada de aire, la diferencia de presión hidrostática hace que el líquido suba y con el una base sobre la que se ponen los tejidos. Eso tiene dos efectos: baña totalmente la planta y da pie al intercambio de atmósferas.
“Al crecer la planta guardará en su ‘memoria’ información de qué hacer cuando se deshidrata y qué hacer cuando reciba agua, lo que la vuelve más resistente a las condiciones del medio ambiente”, manifestó Jiménez Rodríguez.
Ese intercambio de atmósferas “limpia” los contenedores del aire por cuya composición podría ser nocivo para el vegetal. Ángel Jiménez Rodríguez así lo explicó: “Resultado del metabolismo algunas plantas generan gases que pueden ser tóxicos en un ambiente cerrado como este, no en la naturaleza; por ejemplo el etileno puede provocar que ante su exposición las plantas mueran”.
El joven investigador acepta que este método no es nuevo pues tales modificaciones ya se hacen en otras naciones. “Pero nosotros hemos hecho contenedores mucho más sencillos, económicos y que dan resultados cercanos, que nos dan la posibilidad de aumentar aún más la reproducción”, diferenció.
Así los beneficios son tangibles pues si en un medio estático logran reproducir a partir de una sola planta, 10 ejemplares durante dos meses, por medio de bioreactores se puedenreproducir de 50 a 100 plantas nuevas.
A decir del investigador egresado de la Facultad de Ciencias de la UNAM este procedimiento tiene muchas ventajas: “El medio de cultivo se convierte en dinámico y no estático pues de forma temporal expone a más células”.
Otras ventajas del sistema son su automatización, lo que propicia elevar las tazas de multiplicación de las plantas sin supervisión exhaustiva, así también el incremento de la posibilidad de su sobrevivencia en un medio externo. “Si de las plántulas salidas de un medio estático sobreviven 80 por ciento al plantarlas en suelo o en viveros, de las nacidas en un medio dinámico logran sobrevivir 99 por ciento”, ejemplificó.
Los casos de éxito del LCTV
En el Laboratorio de Cultivo de Tejidos Vegetales se han salvado de la desapariciónespecies como la Laelia gouldiana planta originaria del centro del país, y que ya se considera extinta en la naturaleza. “Quedan pocos ejemplares en algunos jardines botánicos pero ya no generan semillas que tengan suficiente variabilidad genética; eso dificulta que las semillas germinen y nazcan plantas. En este laboratorio hemos logrado la regeneración a partir de hojas y tallos” reforzó Víctor Chávez.
La vainilla (Vanilla planifolia) también se recupera allí. Es cultivada a partir de cortes de planta y semillas. Hacerlo así indicó el docente, garantiza la diversidad genética de cada especie.
En cactáceas trabajan para rescatar a la Mammillaria san-angelensis, endémica de lazona del pedregal, zona de la ciudad de México en donde se ubica Ciudad Universitaria.
Agaves como el Comiteco (cuyo nombre se lo dieron allí) porque los trajeron de Comitán, Chiapas, también dan cuenta de la vinculación social de este espacio de investigación.
“Una tarde llegó Víctor Hugo Hernández Obregón, habitante de esa región, y nos dijo: ‘Vengo de Chiapas no los conozco a ustedes. Traigo 200 semillas del mismo número de plantas que quedan en nuestra tierra, ¿pueden ayudarnos?’”.
De las semillas que les fueron donadas los investigadores aún en etapa de estudiantes generaron 100 ejemplares de laboratorio, luego se logró la reproducción de la planta. Esta investigación produjo en dos años cerca de 25 mil agaves, sólo de un puñado de semillas.
A los productores de esa región del país les fueron entregadas cerca de cuatro mil plantas. “Eso contribuyó a la propagación de la especie y a conservar su tradición”, reveló con orgullo el doctor.
Otra especie que reproducen en el LCTV es la Agave salmiana de Tlaxcala, que se usa para producir pulque. Por ello investigadores de ese centro reproductivo se dieron a la tarea de crear un laboratorio en aquella entidad con el objetivo de aplicar las investigaciones y lograr reproducirla.
Octavio González, Paulina Heredia, Ángel Jiménez, Wendy Juárez, Bárbara Estrada, integrantes del equipo de Víctor Chávez trabajaron en el proyecto y crearon un centro de investigaciones en suelo tlaxcalteca, apoyado por el gobierno estatal y rectoría de la UNAM.
Luego de un tiempo los jóvenes generaron la infraestructura, la distribución del espacio, la planeación de la investigación, y dieron resultados para los productores de esa región que integran los estados Puebla, Hidalgo y Tlaxcala.
“Esta problemática que parece muy académica, ambiental, no lo es. Perder una especie es un problema ambiental y ecológico pero también económico y social. Cada especie que perdamos es una oportunidad menos para el hombre. Hemos tocado las bases que sustentan a los sistemas que le dan vida al planeta. Hemos trastocado de tal manera a La Tierra que hoy el clima está alterado”, analizó Chávez Ávila.
Y ofreció datos duros: “Se pierden tres especies vegetales por día. Mil o más especies vegetales cada año. Y por cada especie que se extingue arrastra entre 20 o 30 especies asociadas, plantas o animales... Una de esas especies podría ser la nuestra”.
Por otra parte el caso de la especie Cosmos atrosanguineus es emblemático dellaboratorio. Este tipo de asterácea está extinta en la naturaleza, su última colecta fue en 1902. El doctor Chávez informó que los europeos se la llevaron porque les gustó debido asu característico aroma a chocolate y su intenso color. “Esta planta crecía cerca de una mina. Una vez que los empresarios se fueron, se llevaron la población que quedaba por eso se extinguió aquí”, comentó.
En los años 90 el director del Jardín Botánico de la UNAM Robert Bye, les pidió de vuelta a los ingleses esa especie, que para entonces sólo se cultivaba en Inglaterra, Alemania y Australia. La comúnmente conocida como Planta de chocolate fue devuelta al país pero solo en partes, recuerda Chávez. “No nos regresaron ni una planta, únicamente fragmentos de tallo en seis tubos de ensayo”, rememoró.
Con ese material los jóvenes investigadores del LCTV la estudiaron, regeneraron,propagaron, la establecieron en invernadero, floreció, y entonces supieron porqué le llaman The Chocolat Plant. Su flor es rojo sangre y huele a chocolate. También contó el camino para recuperar otra especie prácticamente extinta, la Backebergia militaris. Esta cactácea es originaria del centro del país y tarda cientos de años en alcanzar su máximo crecimiento, que se ubica entre cinco y siete metros de altura.
“En el ápice crece una área muy espinosa y entre esas fibras salen las flores. La polinización debería hacerla algún insecto o murciélago. Resulta que fue muy colectada y por la construcción de una presa en la zona donde habitualmente crecía, en Michoacán, sus poblaciones se perdieron”, relató el investigador.
Afortunadamente, refirió Chávez, “uno de los investigadores del Centro de Investigaciones en Ecosistemas (Cieco) logró conservar algunas semillas, las germinó, nos regaló unas plántulas y a partir de ellas una estudiante de licenciatura de nombre Alejandra Fernándezlogró reproducir 50 de ellas, cifra mayor a la que se puede hallar en la naturaleza”.
El problema de fondo
Para el experto en reproducción de especies vegetales in vitro México está perdiendo desde hace décadas entre una y cuatro hectáreas de bosques por minuto cada día por el incremento de la deforestación.
“Hubo una década, la de los 90, que se perdieron más de un millón 200 mil hectáreas cada año. Una hectárea es como un campo de futbol. Hoy en día se están perdiendo cerca de 700 mil hectáreas por día. Lo que representa que en nuestro territorio se ha perdido el 50 por ciento de los bosques”, precisó. Esta problemática aumenta porque según el biólogo reconocido por el Sistema Nacional de Investigadores (SNI) nivel 1 “no todas las especies tienen la capacidad de producir semillas, o al menos en un tiempo que podamos aprovecharlas, y en muchos casos ya falta la planta femenina en la naturaleza”.
En ese mismo tenor el doctor Chávez expresó que el ser humano no es capaz de producir lo que consume y opta por el saqueo. “No queremos dar ese paso porque es más económico ir al campo a colectar y llevarse plantas. Es un asalto a la naturaleza”, dijo.
No obstante en el cubil de reproducción donde él y otros jóvenes investigadores trabajan hacen lo posible para evitar la total desaparición de la vegetación en México.
Docencia en el LCTV
El científico mexicano compartió que ese centro de investigación universitario también es de docencia.
“Impartimos clases entre 32 personas algunas de ellas provienen de la Facultad de Ciencias, de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán, Aragón eIztacala; de la Universidad Autónoma de México (UAM) campus Iztapalapa y Xochimilco;de la Universidad Tecnológica de Tehuacán, de la Universidad Tecnológica de Xilotepec de Juárez (estas últimas en Puebla), de la Universidad Tecnológica de la Selva en Ocosingo, Chiapas. A una ama de casa y a estudiantes de la Escuela Nacional Preparatoria planteles dos, seis y nueve”, enumeró.
Este laboratorio enseña técnicas de reproducción de tejidos e inculca “valores a los jóvenes y a la sociedad, a través del programa de Adopción de plantas en riesgo de extinción que auspicia el Jardín Botánico de la UNAM”, abundó.
“Creemos que en este laboratorio hacemos un estudio fundamental para llenar los huecos existentes entre lo que se conoce de la vegetación mexicana, al tiempo que propagamos especies”, concluyó.
Reportaje publicado en La Jornada online el 1 de septiembre de 2015
http://www.jornada.unam.mx/ultimas/2015/09/01/la-unam-reproduce-vida-vegetal-extinta-a-partir-de-celulas-rumbo-a-la-autosuficiencia-alimentaria-en-mexico-4804.html
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