Se reunieron en secreto, en plena noche. Para encontrar su camino, consultaron un mapa originalmente dibujado más de un siglo antes, contando pasos y triangulando su posición con brújulas. Cuando llegaron al lugar que esperaban fuera el correcto, comenzaron a cavar.
Suena como algo sacado de una película, pero es una escena que se ha repetido una y otra vez en la vida real, y volverá a suceder dentro de unos 17 años. Los cazadores de tesoros son un grupo de científicos de la Universidad Estatal de Michigan que participan en uno de los experimentos de mayor duración del mundo. En lugar de un cofre de oro, su tesoro es una bóveda de semillas enterradas en 1879. Su misión constante, transmitida a lo largo de los años, es responder a una pregunta aparentemente simple: ¿Cuánto tiempo conservan las semillas la capacidad de crecer?
Técnicamente hablando, una semilla es un embrión de planta envuelto, junto con una reserva de alimento, en una capa protectora. También es un pequeño paquete de potencial: una brizna de hierba, una flor fragante, un árbol imponente, cuidadosamente empaquetado y esperando hasta que las condiciones sean las adecuadas para crecer. Pero las semillas no pueden esperar eternamente: después de un tiempo, pierden la capacidad de germinar.
“Son extraños porque su trabajo es permanecer exactamente igual, hasta transformarse. Hace que sea realmente complicado estudiarlas, porque la mejor prueba que tenemos para determinar si una semilla puede germinar o no es intentar hacerla germinar”, dice Margaret (Grace) Fleming, profesora asistente en el Departamento de Plantas, Suelos y Microbios de MSU. Ciencias.
El equipo de investigación de 2021 desenterró su botella en medio de la noche para proteger las semillas de la exposición al sol y proteger la ubicación de las botellas restantes. (Crédito: Derrick L. Turner/Universidad Estatal de Michigan)
Resultados variados
La cuestión de la longevidad de las semillas interesó al profesor William J. Beal, que fue contratado en la Universidad Estatal de Michigan en 1870. MSU, o como se conocía entonces, el State Agriculture College, tenía un programa de extensión llamado Farmer’s Institute, en el que científicos de la La universidad se reuniría con los agricultores para compartir las últimas novedades en ciencias agrícolas y responder a las preguntas de los agricultores.
“Una de las grandes cuestiones de la agricultura, que siempre ha sido un problema, son las malas hierbas”, dice Frank Telewski, profesor y director emérito del Jardín Botánico WJ Beal y Campus Arboretum de MSU. “Puedo ver que los agricultores le preguntarían al Profesor Beal: ‘¿Cuánto tiempo tenemos para seguir desyerbando nuestros campos para deshacernos de estas molestas malezas y aumentar la eficiencia de nuestros cultivos?’”. Básicamente, querían saber cuánto tiempo duran las semillas de malezas. ya en el suelo continuarían causando estragos en nuevos cultivos.
Para responder a esta pregunta, Beal ideó un experimento. En el otoño de 1879, reunió 20 botellas de vidrio y llenó cada una de ellas con tierra arenosa de Michigan que contenía 50 semillas de 23 malezas comunes. Luego las enterró a 20 pulgadas de profundidad, con las botellas abiertas e inclinadas hacia abajo para permitir el intercambio de gases pero evitar que se acumulara agua. Al hacerlo, las aisló mientras replicaba las condiciones que experimentan las semillas enterradas bajo tierra. Luego esperó.
En 1884, desenterró la primera botella e intentó hacer brotar las semillas. Los resultados variaron enormemente de una especie a otra: de las 50 semillas de bolsa de pastor, las 50 germinaron, al igual que 45 de muelle rizado, 38 de onagra, 26 de manzanilla apestosa y tres de pimienta de agua. Por otro lado, no brotó ninguna semilla de ambrosía, mostaza negra, tártago manchado, árbol de la vida, berberecho, bromo de centeno, quemado americano o plátano de hoja ancha.
Beal continuó su experimento durante las siguientes tres décadas, desenterrando una botella cada cinco años y documentando qué semillas crecían. Cuando se jubiló en 1910, entregó el proyecto a un colega, Henry Townsend Darlington. Darlington notó que las mismas semillas tendían a brotar cada intervalo de cinco años y vio una oportunidad.
“Dijo: ‘Esto es realmente fantástico, pero en lugar de cada cinco años, ¿por qué no lo cambiamos a cada 10 años y extendemos este experimento y vemos qué sucede'”, dice Telewski? A medida que el proyecto avanzaba hacia las nuevas generaciones de científicos, seguían viendo germinar a los mismos sospechosos habituales; en 1980, cuando quedaban seis botellas, la facultad de MSU votó para ampliar el intervalo a una botella cada 20 años. El experimento continuará hasta el año 2100.
Las semillas de la botella desenterrada se plantaron en lechos de tierra estéril. Una semana después aparecieron los primeros brotes de Verbascum. (Crédito: Derrick L. Turner/Universidad Estatal de Michigan)
Oculto y tranquilo
Telewski recuerda haber leído noticias sobre el descubrimiento de la botella de 1980. “Yo era sólo un humilde estudiante de posgrado” que comenzaba un doctorado. en botánica, dice Telewski. Recuerda haber pensado: “Esto es realmente genial, qué gran experimento. Pero nunca pensé ni soñé que estaría involucrado”.
Sin embargo, cuando llegó el año 2000, Telewski había aceptado un puesto en MSU y uno de sus colegas más importantes, Jan Zeevaart, lo invitó a unirse al experimento. “Me quedé atónito”, recuerda Telewski. “En un hermoso día de primavera del año 2000, Jan y yo nos reunimos en el campus y excavamos una botella”. Pudieron generar 23 brotes de Verbascum, una planta alta y puntiaguda con flores pálidas (también conocida con el nombre común de gordolobo), así como uno Malva rotundifoliauna planta de malva con hojas redondeadas.
En 2017, Telewski comenzó a reclutar a una generación más joven de científicos para que se hicieran cargo del experimento después de su jubilación. Resultó que su oportunidad subrayó la importancia de contar con múltiples colaboradores en el proyecto: apenas unos meses después de reclutar a uno de sus nuevos socios, David Lowry, Telewski sufrió un derrame cerebral. Mientras se recuperaba, él y Lowry discutieron sus esperanzas para el proyecto.
“Empezamos a hablar de cómo llevar el experimento Beal al siglo XXI”. dice Telewski. “¿Qué tipo de preguntas podemos hacer, qué tecnologías tenemos que no teníamos antes? ¿Qué áreas de la ciencia van a estar realmente interesadas en esto además de la simple cuestión de la longevidad y las especies de malezas?
Con estas preguntas en mente, reclutaron a tres socios más: Lars Brudvig, Marjorie Weber y Margaret Fleming. Estos científicos trajeron consigo experiencia en investigación en la restauración de paisajes a su flora y fauna originales, examinando cómo las relaciones ecológicas influyen en la evolución y estudiando la biología molecular detrás de las actividades metabólicas de las semillas.
El primer encuentro de los nuevos reclutas con las semillas de Beal se retrasó un año por la COVID-19, pero en una noche nevada de abril de 2021, se propusieron recuperar la penúltima botella. La misión se llevó a cabo de madrugada, tanto para evitar que las semillas quedaran expuestas a la luz solar que podría desencadenar la germinación, como para mantener oculta y tranquila la ubicación de las botellas. “Todos llegamos a nuestro lugar de reunión y nos sentíamos muy clandestinos. Era como estar en una sociedad secreta”, dice Fleming.
De acuerdo con el experimento de 142 años de antigüedad, la forma de encontrar las botellas era encantadoramente de la vieja escuela. “Es básicamente un mapa del tesoro”, dice Fleming. “Tuvimos que triangular dónde estaría el agujero contando los pasos desde los puntos de referencia y la intersección de líneas”. Después de media hora de búsqueda en el frío y la oscuridad, comenzaron a cavar y, al poco tiempo, sus palas golpearon las paredes de la bóveda de concreto que contenía las botellas de Beal.
De regreso al laboratorio, vaciaron la botella y colocaron las semillas en cámaras de crecimiento con clima controlado, en lechos de tierra estéril para garantizar que no brotaran nuevos contaminantes en lugar de las semillas de Beal de 142 años. Una semana más tarde, justo a tiempo, aparecieron las primeras plantas bebés de Verbascum. En total, brotaron 20 semillas de Verbascum.
No está claro por qué las semillas de Verbascum tienen una vida tan larga; La respuesta puede estar en sus cubiertas de semillas permeables que permiten la entrada de una pequeña cantidad de agua, pero Fleming dice: “Realmente no tenemos idea”. Es una de las muchas preguntas que ella y sus colegas esperan responder en las próximas décadas de investigación.
Datos a largo plazo
Para ayudar a desentrañar los misterios de la longevidad de las semillas, los investigadores están recurriendo a una variedad de herramientas y disciplinas con las que Beal ni siquiera soñó, incluidos análisis de los genomas y proteínas de las plantas. “Vamos a hacer Beal 2.0, que simplemente replica el experimento de Beal tal como él lo configuró, pero esta vez tenemos una idea de cuándo ciertas especies van a morir, y podríamos tomar muestras en esos momentos y observar qué se está deteriorando, qué tipo de cosas están cambiando. ¿Las proteínas están más desordenadas o el ARN? ¿Es algo más? dice Fleming.
El equipo también ha puesto en marcha una serie de proyectos científicos comunitarios para recopilar más datos sobre el comportamiento de las semillas en diferentes lugares además de East Lansing. “Pensé que acudir a la comunidad sería más conveniente que ir de un lado a otro y enterrar semillas en diferentes lugares. Y de esta manera podremos conseguir, con suerte, una participación mundial”, afirma Fleming. Sin embargo, la versión del experimento adaptada para no científicos no se basa en que un terreno permanezca tranquilo durante siglos: la gente puede enviar sus observaciones después de unos pocos meses. Fleming también espera que, para obtener datos a largo plazo, las escuelas puedan involucrarse y tratar el proyecto semilla como una cápsula del tiempo. (Para registrarse, visite https://citsci.org/projects/seed-burial-experiment).
En cuanto al experimento original de Beal, cuatro botellas permanecen bajo tierra esperando ser estudiadas. Telewski se ha retirado desde que desenterró la botella de 2021, pero espera unirse a la excavación de 2040 como espectador. “Tienes este experimento que ha sido tan diligentemente cuidado y administrado por todos estos científicos anteriores, y te han pasado el testigo para llevar a cabo esta etapa”, dice. “Es realmente fascinante y realmente gratificante”.
Esta historia se publicó originalmente en nuestra edición de mayo de junio de 2024. Hacer clic aquí suscribirse para leer más historias como esta.