De la misma manera que los animales que nos acompañan y consumimos como parte de nuestra dieta, las plantas que comemos también han sufrido un proceso de domesticación. Uno de los más llamativos visualmente es el de la variante romanesco de la coliflor, cuya apariencia está conformada por una multitud de conos dentro de otros a múltiples escalas. En otras palabras, tiene forma de fractal. Sobre esa línea, un grupo multidisciplinario y multinacional de investigadores descubrió que esas estructuras son producidas por unos brotes destinados a ser flores que nunca llegan a cumplir ese propósito.

Uno de los científicos responsables del hallazgo es el mexicano Eugenio Azpeitia, investigador del Centro de Ciencias Matemáticas de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), campus Morelia. Fue el principal responsable de la parte matemático-computacional en la investigación, que junto con la biología experimental fueron las principales áreas de investigación que permitieron estudiar el desarrollo de estas coliflores.

“Casi todo lo que comemos ha sido domesticado, así como el maíz, que viene del teocintle, y el jitomate, que también proviene de una especie silvestre; todas han sido selecciones humanas. Sin embargo, no siempre es fácil rastrear o entender cómo estos cambios, o estas modificaciones, a nivel genético, se dieron y cuáles fueron”, destacó el investigador en entrevista.

Los científicos querían entender cómo se pasó de una planta con hojas y flores a la variedad romanesco, que hoy día se consume. Para lograr sus hallazgos fueron necesarios varios años de investigación, pues, aunque la conclusión a la que se llegó es en apariencia simple, los procesos biológicos suelen ser complejos. Azpeitia lo define “como encontrar una aguja en un pajar; te avientan una y te lleva tratar de encontrarla 15 años, pero una vez que la hallas si llega una segunda persona y tú le dices ahí, a la derecha, la va a encontrar fácilmente”.

En el caso de la investigación en torno a estas coliflores la explicación a su forma de fractal proviene de un tejido conocido como meristemo, que se encuentra en todos los límites de las plantas y se encarga de producir nuevos órganos (hojas, ramas, flores, etcétera). “Los meristemos generan otros a sus costados. Los nuevos suelen tomar alguna identidad como hoja, rama o flor. En el caso de la coliflor, los nuevos intentan desarrollarse como flor, pero no lo consiguen, entonces regresan al estado de meristemo y se empieza a repetir el proceso de generar nuevos a sus costados, lo cuales tratan de convertirse sin éxito en flor una y otra vez, en un espacio muy chiquito. Eso hace que haya una acumulación de ellos con una forma fractal”, explicó Azpeitia.

Dicho fenómeno es el que permite a estas coliflores “no generar una planta normal de ramas ni flores, sino otro tipo de estructuras novedosas, como los fractales”. Otra manera de explicar la formación de las pirámides características de la planta es como “una flor que falla, se regresa a un estado que no es flor, genera nuevos meristemos y entonces se repite el proceso”, puntualizó el científico mexicano.

Red genética

Aunque los hallazgos sobre la morfología de las romanesco no poseen una aplicación práctica inmediata, “sí tienen diferentes vías y caminos para entender problemas de la domesticación vegetal”. Entre las posibles continuaciones a la investigación están las sugerencias para comprender cómo el conjunto de genes de un animal o una planta se traducen a una forma física. Sin embargo, se trata de procesos muy complejos y “no es fácil entender cómo una red genética va a generar una morfología”.

Además de las implicaciones genéticas, la investigación también “tiene que ver con la belleza, que es esto de cómo aparecen fractales en la naturaleza, porque está este ejemplo de la coliflor, pero hay muchos; los pulmones son fractales, los sistemas circulatorio y nervioso también lo son, los helechos son fractales”, señaló Azpeitia acerca de estas figuras comunes en la naturaleza.

El trabajo del mexicano consistió en desarrollar el modelado matemático incluido en la investigación, “que tiene que ver con cómo el proceso evoluciona en el tiempo, lo cual es algo que generalmente se hace con modelos que requieren ecuaciones diferenciales. Todo entra dentro del tipo de modelado que se le conoce como modelado dinámico, porque lo que trata es de entender el cambio temporal y espacial de los procesos”, detalló Azpeitia.

El científico mexicano se involucró en la investigación una vez que ésta ya había comenzado; sin embargo, al equipo le hacía falta una persona que se encargara de la parte matemático-computacional. La propuesta llegó a Azpeitia mientras hacía una estancia en Francia, como estudiante de doctorado en México.

Aunque admite que dedicarse a la ciencia en México es complicado, el investigador participa en varios proyectos, como dar continuidad a la investigación sobre la variedad romanesco de la coliflor; también estudia la manera en que una célula puede adaptarse y sobrevivir al daño en el ADN.

El artículo completo se puede consultar en la revista Science, donde fue portada del número del 9 de julio. https://science.sciencemag.