Arabidopsis thaliana: la “mala hierba” que alcanzó la cima de la ciencia vegetal
Planta de A. thaliana creciendo entre adoquines
Planta de A. thaliana creciendo entre adoquines

La RAE define a “mala hierba” como aquella planta herbácea que crece espontáneamente dificultando el buen desarrollo de los cultivos. Por lo tanto, bajo esta denominación realmente se incluye cualquier pequeña planta capaz de crecer en una superficie de terreno que pretende ser utilizada en la agricultura, pero que no repercute en un beneficio directo para el agricultor o no se incluye dentro de aquellas plantas que él realmente está cultivando.

Entonces, existe una enorme variedad de plantas (por no decir todas) potencialmente “malas hierbas”, pero dependiendo del lugar geográfico donde nos encontremos podremos encontrar unas u otras con mayor facilidad. Por ejemplo, la familia de plantas de las crucíferas (Brassicaceae) incluye unas 4 mil especies dentro de las cuales algunas son ampliamente utilizadas en agricultura (coliflor, brócoli, colza, etc.), pero muchas de ellas no tienen mayor interés aparente. Una de las representantes de esta familia es la planta Arabidopsis thaliana, la cual crece espontáneamente en el campo a latitudes templadas y a simple vista no parece que pueda aportar nada al hombre, ya que sus órganos no son atractivos para su consumo y tampoco destaca visualmente para ser utilizada como planta ornamental. Pero A. thaliana ha terminado siendo la principal “planta modelo” en investigación sobre biología molecular, genética y fisiología vegetal.

Es una planta herbácea de pequeño tamaño (10-30 cm) con hojas en la base del tallo formando una roseta a su alrededor y alguna pequeña hoja aislada a lo largo de la planta. Sus flores presentan 4 pétalos en forma de cruz (de ahí su pertenencia a las crucíferas) y se acumulan en racimos al final de los tallos, terminando por formar silicuas tabicadas repletas de pequeñas semillas (0,5 mm de diámetro) ovoideas.

Silicuas y semillas de A. thaliana
Silicuas y semillas de A. thaliana

Su ciclo de vida dura unas 5-6 semanas en la naturaleza, con una única generación al año, por lo general. Pero en condiciones de laboratorio se pueden conseguir hasta 6 generaciones al año. Además, es una planta que presenta un genoma muy pequeño (130 megabases) distribuido en tan sólo 5 cromosomas, lo cual facilita mucho su utilización en estudios genéticos.

Pero, ¿en qué criterios se basaron para elegir a esta planta como la “reina” de la investigación vegetal? Para entenderlo primero debemos situar en el tiempo la primera vez que alguien planteó la posibilidad de utilizarla, y fue Fiedrich Laibach en el año 1943, argumentando que presentaba muchas facilidades para los estudios genéticos, ya que incluía un genoma pequeño y un ciclo de vida muy corto. Pero esta idea no se hizo popular, ya que esta planta tiene unos cromosomas muy pequeños para observarlos al microscopio en esa época y no tenía ningún interés comercial.

No fue hasta principios de la década de 1980, cuando se lograron tres avances importantísimos que impulsarían totalmente la utilización en ciencia de esta planta. Se lograron identificar por mutación y mapear gran cantidad de genes en los cromosomas de la planta, simultáneamente con el descubrimiento de la importancia del análisis genético de plantas mediante el uso de mutantes, con el fin de caracterizar importantes procesos bioquímicos. Por último, se determinó que la cantidad de ADN presente en el genoma de arabidopsis era la más pequeña encontrada en cualquier planta de semilla descrita hasta el momento.

Representación gráfica de la planta Arabidopsis thaliana
Representación gráfica de la planta Arabidopsis thaliana

En las siguientes tres décadas, numerosos investigadores por todo el mundo centraron sus estudios en esta planta, logrando un enorme aumento en el conocimiento científico vegetal. El estudio génico mediante la creación de mutantes en arabidopsis ha llevado al desarrollo de numerosas e importantísimas ideas en lo que al mundo vegetal se refiere, como son los sistemas de floración, crecimiento radicular, formación de tricomas, fotorrespeiración, síntesis de pared celular, síntesis lipídica, biosíntesis y modo de acción de fitohormonas, fotorrecepción, etc. Por otro lado, Arabidopsis thaliana también es una planta utilizada como modelo en lo que se refiere a la interacción de las plantas con su medio circundante. Esto incluye la respuesta frente a estreses de tipo abiótico (sequía, salinidad, heladas, etc.) o el ataque producido por diferentes patógenos y plagas.

En resumen, la elección de Arabidopsis thaliana como planta modelo en biología vegetal se basa en siete principales características: su pequeño tamaño y fácil manejo, su corto tiempo de generación, su autopolinización y número de semillas producidas (>1000 semillas por planta), su pequeño genoma y su número reducido de cromosomas.

La ciencia que no es divulgada hacia la sociedad es como si no existiera

Este artículo nos lo envía Jorge Poveda Arias, Graduado en Biología y trabaja en una empresa dedicada a la cría a nivel industrial de insectos con fines de alimentación. Además, realiza una tesis doctoral en el estudio de las interacciones planta-microorganismo. Entre sus campos de interés, destacan la biotecnología, la agricultura, la alimentación, la microbiología, la entomología y la divulgación científica en general, dentro de los cuales presenta una variada formación, destacando un Máster Universitario en Agrobiotecnología, un Máster Europeo en Calidad y Seguridad Alimentaria, o diferentes Posgrados de Experto Universitario, en Biotecnología Alimentaria, Entomología Aplicada, Diagnóstico Molecular Ambiental y Divulgación Científica.

Podéis encontrar más artículos de Jorge Poveda en este enlace.

Referencias bibliográficas y más información:

Andargie, M., & Li, J. (2016). Arabidopsis thaliana: a model host plant to study plant–pathogen interaction using rice false smut isolates of Ustilaginoidea virens. Frontiers in plant science, 7.

Haughn, G., & Kunst, L. (2010). Arabidopsis thaliana: a model organism for molecular genetic studies in plants: How and why was arabidopsis chosen over other plants?. Biology on the Cutting Edge: Concepts, Issues, and Canadian Research around the Globe (Pearson Canada, Toronto) pp, 7-11.

Koornneef, M., & Scheres, B. (2001). Arabidopsis thaliana as an experimental organism. eLS. Nature Publising Group.

Sivasubramanian, R., Mukhi, N., & Kaur, J. (2015). Arabidopsis thaliana: a model for plant research. In Plant Biology and Biotechnology (pp. 1-26). Springer India.

Wang, D. W., Peng, X. F., Xie, H., Xu, C. L., Cheng, D. Q., Li, J. Y., … & Wang, K. (2016). Arabidopsis thaliana as a suitable model host for research on interactions between plant and foliar nematodes, parasites of plant shoot. Scientific reports, 6, 38286.


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