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¿Por qué la Higanbana, la flor roja de otoño de Japón, casi no produce semillas?

Categoría: Seres vivos

La Higanbana, una flor roja que tiñe los senderos de los arrozales en Japón durante el otoño, se cree que las plantas son casi clones, ya que provienen de bulbos casi idénticos [1]. Aunque florece con vigor, produce muy pocas semillas. La pregunta es: ¿cómo llegó a extenderse por Japón una planta que apenas puede reproducirse por semilla? La respuesta está en la cantidad de cromosomas que tiene, en el lento crecimiento de las raras plántulas y en la teoría de que los humanos transportaron sus bulbos.

1. Por qué las Higanbanas florecen el mismo día: son copias genéticas

A lo largo de los caminos, en otoño, la Higanbana suele florecer y alcanzar su altura máxima casi al mismo tiempo. El departamento de comunicación de la ciudad de Nishio, en la prefectura de Aichi, explica que esto ocurre porque las Higanbanas de Japón se multiplican solo mediante bulbos, lo que las convierte en clones [1]. Un clon es un individuo que posee la misma información genética que el original. Como un solo bulbo se divide y multiplica, las características de las nuevas plantas son uniformes. Además, se ha observado que se expanden principalmente desde lugares donde fueron plantadas por humanos y no se encuentran en áreas sin intervención humana [1]. Sin embargo, los genes analizados hasta ahora son limitados, por lo que no se puede afirmar que todas las Higanbanas de Japón sean exactamente la misma planta. Aun así, la teoría de que son "gemelos" o clones tiene mucho peso para explicar su uniformidad. Esto nos lleva a la siguiente duda: si florecen, ¿por qué es tan difícil que produzcan semillas?

2. Por qué tener tres juegos de cromosomas dificulta que la Higanbana haga semillas

Los cromosomas de la Higanbana son 22 (11 pares) si es diploide, o 33 si es triploide. Las Higanbanas silvestres de Japón se consideran triploides [2]. Un organismo triploide tiene tres juegos de 11 tipos de cromosomas. Al intentar crear las células que forman la semilla (gametos), los cromosomas no se dividen correctamente, lo que provoca una alta infertilidad. La presentación de investigación de la Universidad Doshisha indica que, teóricamente, podría formarse una célula capaz de producir semillas por cada 1,024 células hijas [3]. Este dato se refiere a una teoría celular y no significa que "1 de cada 1,000 semillas" sea fértil. El mismo investigador aclara que "no es imposible que se formen semillas" [3]. Pero, ¿qué pasa si una de esas raras semillas logra germinar?

3. Cuánto tarda en florecer una Higanbana nacida de una de las pocas semillas: 5 años

Incluso en los campos de Japón, a veces se forman semillas. En un estudio de la prefectura de Kanagawa, se observaron señales de fructificación en una pequeña parte de las flores, y algunas de las semillas recolectadas germinaron [2]. Se registró la siembra de dos de estas semillas en 2009. Las dos plántulas florecieron por primera vez en septiembre de 2013, tras la siembra de 2009 [4]. Durante su crecimiento, en el primer año tenían 2 hojas y el bulbo medía unos 5 mm de ancho. En el tercer año, tenían 10 hojas y el bulbo alcanzó unos 21 mm; en el cuarto año, el bulbo se dividió [4]. El color de las flores era un rojo bermellón ligeramente más claro que el de las plantas silvestres. Cinco años es mucho tiempo para esperar una flor. Entonces, ¿qué almacena la Higanbana en sus bulbos para florecer cada año sin semillas?

4. Por qué la Higanbana saca hojas después de la flor: para engordar el bulbo en invierno

La Higanbana brota hojas largas y delgadas después de que las flores se marchitan. Aprovecha la luz solar durante el invierno, cuando hay pocas otras plantas, para acumular nutrientes. En primavera, cuando otras plantas crecen densamente, sus hojas se secan, y durante el caluroso verano permanece en reposo. Finalmente, usa los nutrientes almacenados para florecer en otoño [1]. Como las flores y las hojas no suelen verse al mismo tiempo, en la península de Corea también se la llama "Sōshika" (相思華), según los materiales de la Facultad de Farmacia de la Universidad Kindai [7]. Aunque le cuesta reproducirse por semilla, la Higanbana florece cada año acumulando nutrientes en el bulbo y se multiplica mediante la formación de nuevos bulbos. Su vida se sostiene en este ciclo anual. Pero, ¿de dónde vinieron estos clones a Japón?

5. Cómo llegó la Higanbana a Japón: la hipótesis de unos pocos bulbos desde China

Un estudio que examinó 114 grupos y 2,420 individuos en China encontró que 52 grupos eran diploides, 58 triploides y 4 mixtos. Los diploides producen semillas y se reproducen sexualmente, mientras que los triploides se multiplican como clones mediante la división de bulbos [5]. Se cree que los triploides de Japón y Corea fueron introducidos desde China. La estimación es que uno o unos pocos bulbos triploides fueron traídos inicialmente y luego se extendieron vigorosamente mediante reproducción asexual [5]. La comparación genética coincide con esta idea: en 11 líneas triploides de Japón y 4 líneas triploides de China, las secuencias de dos genes analizados eran idénticas. Se considera que un linaje diploide de China es el posible ancestro materno de los triploides japoneses [6]. Respecto a cuándo llegaron, se menciona la teoría de que fue cuando se introdujo el cultivo de arroz, pero no está confirmado [1]. Si los humanos los trajeron, ¿por qué abundan alrededor de los campos?

6. Por qué la Higanbana es venenosa: teorías sobre proteger campos y tumbas

Los bulbos de la Higanbana contienen alcaloides como la licorina y se sabe que son muy tóxicos. Una teoría sobre por qué abundan en los senderos de los arrozales y en los cementerios es que se plantaban, según una teoría, para mantener alejados a los topos y ratones de campo de los cultivos, y para proteger los cuerpos enterrados de los animales [7]. También existe la teoría de que, durante las hambrunas, se lavaban los bulbos en agua para quitar el veneno y comerlos [7]. Estas son solo teorías y no se ha confirmado el propósito exacto de su plantación. Debido a su toxicidad, no se deben comer. Se dice que tiene más de 1,000 nombres alternativos, como Manjusaka, flor fantasma, flor de los muertos y flor del incendio [7]. La existencia de tantos nombres podría deberse a que era una flor cercana a la vida cotidiana de las personas. Los humanos la plantaron, dividieron sus bulbos y los clones se extendieron. Sin embargo, la razón exacta por la que la plantaron sigue siendo un debate entre varias teorías, incluido el uso de su veneno.

7. Cómo investigar los otros nombres de la Higanbana

Si te apetece investigar, busca en enciclopedias o materiales locales un nombre alternativo de la Higanbana. Al ver a qué lugar o estilo de vida está asociado ese nombre, quizás puedas entender el contexto en que surgió. También es recomendable investigar cómo se multiplican las plantas de bulbo cercanas a ti, consultando jardines de flores o enciclopedias. Hay plantas que se multiplican dividiendo bulbos, otras por semillas y algunas pueden hacer ambas cosas. Si quieres leer materiales, en los "Documentos de Historia Natural de Kanagawa" del Museo de la Tierra y la Vida de la Prefectura de Kanagawa puedes leer registros de observación de semillas y plántulas [2][4]. Los bulbos son venenosos, así que lávate las manos después de tocarlos. ¿Existen otras plantas que se extendieron sin poder producir semillas?

Fuentes

  1. Ciudad de Nishio, Aichi, "Boletín de la Aldea de la Interacción con la Vida Silvestre de Nishio" (2023) https://www.city.nishio.aichi.jp/_res/projects/default_project/_page_/001/004/037/r5.9.pdf (Explica la multiplicación por clon, los lugares plantados por humanos y el ciclo anual.)
  2. Seto et al., "Sobre la fertilidad de las semillas y la germinación de la Higanbana", Documentos de Historia Natural de Kanagawa 32 (2011) https://nh.kanagawa-museum.jp/assets/icp/pdf/nhr32_027-032_seto_s.pdf (Aborda la condición triploide y la rara fructificación y germinación en la naturaleza.)
  3. Universidad Doshisha, Presentación de Investigación (Koyama Matsujirō, "Género Lycoris") https://www.doshisha.ac.jp/attach/page/OFFICIAL-PAGE-JA-363/141624/file/5MyStudy.pdf (Trata sobre la esterilidad de los triploides y las proporciones teóricas.)
  4. Seto et al., "Observación morfológica del crecimiento y la primera floración en 2 casos de Higanbana de plántula", Documentos de Historia Natural de Kanagawa 36 (2015) https://nh.kanagawa-museum.jp/assets/icp/pdf/nhr36_007-010_seto.pdf (Detalla el crecimiento de las plántulas y la floración en el quinto año.)
  5. "Citogeografía y variación cromosómica de Lycoris radiata" (PMC) https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6662380/ (Sobre la distribución de diploides y triploides en China y la estimación de su introducción en Japón.)
  6. Hayashi et al., Genes & Genetic Systems (Resumen) https://www.jstage.jst.go.jp/article/ggs/81/4/81_4_243/_article (Sobre la comparación genética de triploides entre Japón y China.)
  7. Facultad de Farmacia de la Universidad Kindai, Jardín de Hierbas Medicinales, "Carta de la Temporada" vol. 13 https://www.phar.kindai.ac.jp/yakusouen/seasons-letter/vol_13.pdf (Sobre la toxicidad, las teorías de su presencia en senderos y cementerios, y sus nombres alternativos.)