Dormancia: en animales y en plantas (con ejemplos)
El término dormancia hace referencia a una serie de procesos fisiológicos que terminan generalmente en detención de metabolismo, crecimiento y desarrollo durante períodos variables de tiempo. Este fenómeno es presentado por numerosas especies de bacterias, hongos, protistas, plantas y animales, tanto vertebrados como invertebrados, aunque para algunos grupos nunca ha sido reportado.
La dormancia es un mecanismo de adaptación y supervivencia que se da normalmente como respuesta a condiciones medioambientales extremas como, por ejemplo, los cambios estacionales donde los individuos pueden enfrentarse a temperaturas extremas, deshidratación, inundaciones, falta de nutrientes, entre otros.
Todos los organismos, tanto los sésiles como los que tienen la capacidad de desplazarse libremente, enfrentan en algún punto de su historia de vida alguna condición limitante para su reproducción, su crecimiento o supervivencia. Algunos responden con fenómenos poblacionales como las migraciones, mientras que otros entran en estado de dormancia.
Los factores que disparan la iniciación de este proceso, tanto externos como internos, varían de una especie a otra, e incluso puede haber diferencias importantes entre individuos de la misma especie que se ubican en zonas geográficamente distintas.
A continuación, algunas características y ejemplos entre el proceso de los animales y las plantas.
Índice del artículo
En este grupo de animales los tipos de dormancia varían desde un pequeño huevo hasta la forma modificada de un adulto. Se clasifica como quiescencia y diapausa, dependiendo de los factores involucrados en el inicio y mantenimiento de esta.
La quiescencia se refiere a todas las formas que son inducidas por condiciones ambientales adversas. Son formas de quiescencia la hibernación, la estivación, la anhidrobiosis (vida sin agua) y la criptobiosis (vida oculta o escondida).
La diapausa, más que por condiciones externas, es mantenida por respuestas fisiológicas internas, inherentes a cada especie e individuo.
Muchas especies de poríferos, cnidarios, platelmintos, rotíferos, nemátodos, tardígrados, artrópodos, moluscos, anélidos, hemicordados y cordados presentan bien sea formas quiescentes o con diapausa.
Algunas esponjas producen gémulas de resistencia que les ayudan a restablecer poblaciones completas una vez se restauran las condiciones favorables. Ciertas especies de cnidarios producen yemas basales o huevos sexuales “dormantes” que pueden durar de semanas a meses.
Los insectos pueden entrar en diapausa en cualquiera de sus estadios (huevos, larvas, pupas o adultos), dependiendo de la especie y el hábitat que ocupan. Los miriápodos pueden enrollarse dentro de pequeños invernáculos en el suelo y resistir inundaciones como organismos adultos.
Entre los moluscos también se ha observado que los bivalvos y prosobranquios entran en dormancia al sellar sus valvas o la apertura de sus conchas. Los bivalvos pueden durar varios meses enterrados de esta forma en el sedimento.
Es importante mencionar que la dormancia es mucho más común en especies de invertebrados terrestres, semi-terrestres o de agua dulce que en las especies marinas, quizá debido a la estabilidad relativa de estos ambientes respecto a los terrestres.
En vertebrados los casos más conocidos de dormancia son los de la hibernación en mamíferos como los úrsidos y los roedores, y en aves.
No obstante, mucha investigación se ha enfocado recientemente en la dormancia de poblaciones celulares tumorales de pacientes con cáncer, que se relaciona estrechamente con el desarrollo de metástasis.
Al igual que en el resto de los animales y las plantas, en los mamíferos la dormancia se da como un mecanismo adaptativo para sobrellevar períodos de alta demanda energética pero poca disponibilidad de energía en el ambiente.
Tiene que ver con cambios fisiológicos, morfológicos y de comportamiento que le permiten al animal conseguir la supervivencia ante condiciones desfavorables.
Hibernación
El comienzo de una temporada de hibernación se caracteriza por “turnos” largos de letargo durante los cuales se van disminuyendo progresivamente las tasas metabólicas y donde la temperatura corporal se mantiene solo unos grados por encima de la temperatura ambiente.
Estos “letargos” se intercalan con momentos de intensa actividad metabólica, que consiguen incrementar la temperatura corporal antes de volver a entrar en letargo. Durante este periodo todas las funciones corporales se reducen: el ritmo cardíaco, la respiración, la función renal, etc.
Los cambios de estación preparan al animal para la hibernación. La preparación, a nivel fisiológico, se consigue probablemente alterando los niveles de estado estacionario de muchas proteínas que sirven funciones específicas de incremento o decremento de la abundancia de algunos mRNA y sus correspondientes proteínas.
La entrada y salida de los letargos se relaciona más bien con interruptores metabólicos reversibles y rápidos, que funcionan más instantáneamente que los cambios en el control de la expresión genética, la transcripción, traducción o estabilidad de productos.
Los casos más conocidos de dormancia en plantas corresponden a la dormancia de las semillas, de los tubérculos y de las yemas, que son características de las plantas sometidas a estacionalidad.
A diferencia de la dormancia en los animales, las plantas entran en dormancia de acuerdo con la temperatura, la duración del fotoperiodo, la calidad de la luz, la temperatura durante los periodos de luz y oscuridad, las condiciones nutricionales y la disponibilidad de agua. Se considera una propiedad “hereditaria” puesto que también está determinada genéticamente.
Este fenómeno se da en muchos árboles e incluye la pérdida y renovación anual de las hojas. Se dice que los árboles sin hojas durante el invierno se encuentran en reposo o en dormancia.
Las yemas terminales, protegidas por los catáfilos, son las que dan origen posteriormente a las nuevas hojas y primordios foliares.
Estas yemas se forman más o menos dos meses antes de que cese el crecimiento activo y se pierdan las hojas. A diferencia de los animales, en las plantas los procesos fotosintéticos, respiratorios, de transpiración y otras actividades fisiológicas continúan durante todo el año, lo único que se detiene verdaderamente es el crecimiento.
Las longitudes de onda de la luz (roja y roja lejana) parecen jugar un papel muy importante en el establecimiento y ruptura de la dormancia en las yemas, así como la acumulación de la hormona ácido abscísico (ABA).
La dormancia en las semillas es muy común en las plantas silvestres, ya que les da la capacidad de sobrevivir catástrofes naturales, disminuir la competencia entre individuos de la misma especie o prevenir la germinación en la estación incorrecta.
En las semillas este proceso está controlado por la regulación de la expresión genética, actividad enzimática y acumulación de reguladores de crecimiento, con un papel fundamental del ABA. Esta hormona se acumula en las semillas y se cree que es sintetizada por el endospermo y el embrión, más que por la planta que da origen a la semilla.
Durante la dormancia las semillas son resistentes a largos períodos de desecación. Se ha determinado que las proteínas LATE-EMBRYOGENESIS ABUNDANT (LEA) parecen actuar como protectoras de otras proteínas necesarias durante los periodos de desecación.
En los tubérculos también existe dormancia. Los meristemas de estas estructuras están en arresto en la fase G1 del ciclo celular, previo a la síntesis del ADN. La liberación de este arresto depende de muchas quinasas dependientes de ciclinas y sus blancos aguas abajo.
El ABA y el etileno son requeridos para el comienzo de la dormancia en los tubérculos, pero solo el AVA es necesario para mantener el estado de dormancia. En este estado, los tubérculos presentan bajos niveles de auxina y citoquinina, que se piensa que participan en la ruptura de la misma y su posterior germinación.
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