viernes, 25 de marzo de 2011

La física de la floración en las flores

Créditos: Brett Nelson

No contentos con el simple hecho de observar la danza de las flores con la brisa, físicos de Harvard han descrito por primera vez cómo las flores generan las fuerzas necesarias para abrir sus pétalos en primavera. En el lirio asiático (Lilium casablanca), este florecimiento poético es impulsado por el crecimiento desigual en los bordes de los pétalos, informan en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Durante cuatro días y medio, los brotes jóvenes del lirio asiático lentamente aspiran agua, cada vez una cantidad mayor hasta que esta listo para explotar. Los pétalos y sépalos - la parte exterior, más verde de una flor - poco a poco se invierten, a continuación, sea abren como si fuera la cascara de un plátano y se forma la flor.

Cuando se trata de la planta en movimiento, la lenta aparición de la flor del lirio está muy lejos del cierre rápido de la Venus atrapamoscas, añade Jan Skotheim, biólogo de la Universidad de Stanford. "En el lirio la flor, no tiene tal explosividad", considera. Skotheim y L. Mahadevan, físico de Harvard y coautor del nuevo estudio sobre los lirios, quienes descubrieron el mecanismo subyacente de la trampa de la atrapamoscas en 2005.

Sin embargo, la floración se produce por la acumulación de "inestabilidad", añade Skotheim. Inestabilidades que en las raíces, tallos y flores de lirio a menudo se forman debido a algunas células alargadas más que otras. La proliferación de demasiadas causa de tensión, dobla los finos tejidos de la flor como un pez tirando de una caña de pescar.

En los estudios del lirio, comprender lo que las células las tiraba no estaba claro. La primera pista del equipo de Harvard con el mecanismo era que los márgenes exteriores de los pétalos y los sépalos son volantes durante la floración, mientras que las superficies interiores se mantienen sin problemas. Los patrones ondulados insinuaban que las células podrían estar creciendo más rápido en los bordes, similar a una cuerda floja. El crecimiento excesivo podría, potencialmente, ser similar a un cable coaxial haciendo que el pétalo se curvara. "Debido a que sólo crece en el borde y no en medio", Skotheim agrega, "se consigue un desajuste de la tensión".

El equipo de Harvard realizó una extirpación quirúrgica de los bordes de los pétalos de lirio y sépalos, encontrando que el resto de partes de la flor no se rizaba con su elegancia habitual. Los investigadores también desarrollaron un modelo matemático para demostrar cómo la tensión extra en el borde podía deformar materiales delgados como pétalos de flores. Esta cepa no sólo abre los pétalos hasta rizos, sino también sus bordes para arriba como una sonrisa. Este mecanismo podrá ser titular de otros lirios, sugiere el coautor del estudio Haiyi Liang. "Pero más allá de lirios, por ejemplo rosas, no estamos seguros", considera Liang, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China en Hefei.

Los modelos matemáticos han sido una bendición para los investigadores que estudian el funcionamiento interno de las plantas, agrega Wendy Silk, fisióloga de plantas en la Universidad de California en Davis. Modelos similares a las empleadas en este estudio han demostrado que las hojas del césped giran para protegerse del sol y cómo desarrollan hojas de bordes rizados las algas, también. Para explorar los procesos que desencadenan la floración o como se desplaza la hierba, los científicos primero tienen que afrontar las normas arquitectónicas básicas, considera ella.

Trabajos como éste puede tener aplicaciones en el futuro, Skotheim opina. Pero él piensa que es interesante sólo para aprender algo nuevo y de base tan familiar. "Usted puede entender por qué las flores surgen".

En otras palabras, "La comprensión de la belleza mediante la ciencia sólo mejora nuestro aprecio de ella", agrega Mahadevan. "Esto es lo que tratamos de hacer como científicos".


FLOWERS ABLOOM from Science News on Vimeo.

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