Cuando paseas por el bosque o la ciudad, ¿sueles mirar hacia arriba? Lo habitual es mirar hacia donde vamos o dónde ponemos los pies, pero si te encuentras en plena naturaleza, no olvides observar los árboles, quizá te encuentras con una imagen tan bella como la que ilustra este artículo: estás observando la timidez de la copa.
UN FENÓMENO BOTÁNICO
Hace menos de 100 años, por allá 1920, se observó por primera vez un fenómeno botánico que sigue dejando bonitas e impresionantes imágenes de ciertos bosques. En 1955, el botánico Maxwell R. Jacobs, describió este fenómeno como “timidez de la copa” después de estudiar diversas poblaciones de eucaliptos.
Los surcos de cielo que deja la timidez de la copa. Foto: Tom Cowey
Este fenómeno consiste en un crecimiento limitado de las copas de los árboles, de tal manera que las hojas y ramas de árboles adyacentes no llegan a tocarse. Esto produce figuras y patrones con el cielo de fondo cuando se observan los árboles desde el suelo.
La timidez de la copa, entre otros temas, se explora en el documental Érase una vez un bosque.
¿POR QUÉ SE PRODUCE LA TIMIDEZ DE LA COPA?
La comunidad científica todavía no ha llegado a un consenso que explique el mecanismo que da lugar a este fenómeno. Un total de tres hipótesis han intentado explicar la timidez de la copa:
1. Hipótesis de la fricción
La hipótesis inicial de Maxwell R. Jacobs (actualmente poco aceptada por la comunidad científica) explica que la fricción de unas ramas con otras cuando el viento las golpea limitaría el crecimiento de las mismas para evitar tocar los árboles vecinos, debido a los daños producidos por la abrasión.
2. Hipótesis de la alelopatía
La hipótesis más respaldada actualmente indica que la timidez de la copa tiene un origen alelopático.
En botánica, la alelopatía es cualquier efecto que una planta transmite a otra a través de la producción de diferentes compuestos químicos, ya sea causando un efecto positivo o negativo sobre la otra planta. Estos compuestos son los denominados aleloquímicos. En otras palabras, las plantas y árboles se comunican entre ellos mediante señales químicas. Esta relación se produce más frecuentemente entre árboles y plantas de la misma especie, aunque también se da entre especies distintas. Para conocer en profundidad el proceso de la alelopatía, te invitamos a leer el artículo Comunicación entre plantas: relaciones alelopáticas.
Foto: airwii
3. Hipótesis de los fotorreceptores
Además de las señales químicas, los fotorreceptores fitocromo (sensores de luz capaces de detectar la zona de luz roja lejana) que poseen los árboles y las plantas les permite percibir la proximidad de otros individuos. Otro tipo de fotorreceptores detectan la luz azul, lo que produce en las plantas y árboles la evitación de las sombras producidas por otros individuos.
Longitudes de onda detectadas por los distintos fotorreceptores vegetales. Fuente: Assocació aquaròfila de Barcelona.
En conjunto, las señales captadas por estos fotorreceptores provocarían en el árbol la respuesta de alejarse del adyacente, lo que le permitiría obtener una mayor cantidad de luz, indispensable para hacer la fotosíntesis.
¿TODOS LOS ÁRBOLES SON TÍMIDOS?
La timidez de la copa se ha observado en ciertas especies de robles y pinos europeos y especies de hábitats tropicales y subtropicales, como algunos eucaliptos, especies del género Dryobalanops, el pino Pinus contorta, el mangle prieto (Avicennia germinans), Didymopanax pittieri, Clusia alata, Celtis spinosa y Pterocymbium beccarii, Picea sitchensis y Larix kaempferi .
Dosel arbóreo de Dryobalanops aromatica en Kuala Lumpur. Foto: Patrice78500
En otras especies, las copas de los árboles llegan a tocarse y a cruzar incluso sus ramas, aunque el dosel arbóreo o canopia (hábitat que incluye las copas y parte superior de los árboles) no suele mezclarse por completo.
HIPÓTESIS SOBRE LAS VENTAJAS DE LA TIMIDEZ DE LA COPA
Relacionado con cada hipótesis, el sentido evolutivo de la timidez de la copa sigue sin conocerse, aunque la botánica ha lanzado diversas hipótesis:
Permitir una mayor penetración de la luz en el bosque para realizar la fotosíntesis más eficientemente.
Evitar que se dañen las ramas y hojas cuando se golpean unas contra otras en caso de tormenta o rachas de viento.
Evitar que enfermedades, larvas e insectos que se alimentan de hojas se propaguen fácilmente de un árbol a otro.
Las hormigas construyen estructuras con sus propios cuerpos para pasar de una hoja a otra. Foto: Rose Thumboor
Por el momento, parece que la timidez de la copa obedece más a una relación de colaboración entre especies por la supervivencia, en lugar de una competición (la popularmente conocida como la “ley del más fuerte”). Habrá que esperar a futuros estudios que arrojen un poco más de luz a este todavía desconocido fenómeno.
Durante millones de años la evolución ha llevado a las plantas a desarrollar diferentes estrategias para defenderse de los enemigos naturales, dando pie a una lucha de armamento evolutiva en la cual la supervivencia de unos y otros depende de la habilidad de hacer frente a las adaptaciones de los otros. Y es en este escenario donde la acumulación de metales pesados en altos niveles en planta juega un papel muy importante.
INTRODUCCIÓN
Según Boyd (2012), la defensa de las plantas puede considerarse bajo distintos puntos de vista:
mecánica: espinas, coberturas, etc.
química: diferentes compuestos inorgánicos y orgánicos.
visual: cripsis y mimetismo.
comportamiento: relacionado con modificaciones en la fenología.
y asociativa: simbiosis con otros organismos, como es el caso del género Cecropia que establece simbiosis con las hormigas del género Azteca, las cuales protegen a estas plantas – para saber más: Plantas y animales también pueden vivir en matrimonio– .
Defensa mecánica con espinas (Autor: Karyn Christner, Flickr, CC).
Se ha visto que la defensa química es ubicua, y por lo tanto, muchas interacciones entre organismos se explican bajo este punto de vista. Además, algunas plantas contienen grandes cantidades de ciertos elementos químicos, frecuentemente metales o componentes metálicos, que juegan un papel de defensa relevante, son las llamadas plantas hiperacumuladoras.
Plantas hiperacumuladoras y sus características principales
Estas plantas pertenecen a diferentes familias, por lo tanto la hiperacumulación es una adquisición independiente que ha surgido varias veces durante la evolución, pero que en todos los casos genera la habilidad de crecer en suelos metalíferos y acumular extraordinarias cantidades de metales pesados en órganos aéreos, a diferencia de los niveles encontrados en la mayoría de especies. Se sabe que las concentraciones de estos elementos químicos pueden ser entre 100 – 1000 veces mayores que las presentes en especies no hiperacumuladoras.
Generalmente, la química describe los metales pesados como aquellos metales de transición con una masa atómica superior a 20 y una densidad relativa cercana a 5. Pero, des del punto de vista biológico, los metales pesados son aquellos metales o metaloides que pueden ser tóxicos en bajas concentraciones. Aun así, las plantas hiperacumuladoras consiguen ser tolerantes, es decir, hiperacumulan estos metales pesados sin sufrir efectos fitotóxicos (toxicidad expresada en la planta).
En este sentido, hay tres características principales que describen las plantas hiperacumuladoras:
Fuerte aumento de la tasa de absorción de metales pesados.
Raíces que realizan la translocación más rápidamente.
Gran habilidad por detoxificar y acumular metales pesados en hojas.
Por lo tanto, las plantas hiperacumuladoras están bien preparadas para la asimilación, translocación a hojas y acumulación de grandes cantidades de metales pesados en vacuolas o en paredes celulares. En parte, esto es debido a una sobreexpresión constitutiva de genes que codifican para transportadores de membrana
Los valores límite que permiten diferenciar una planta hiperacumuladora de una que no lo es, están relacionados con la fitotoxicidad específica de cada metal pesado. Según este criterio, las plantas hiperacumuladoras son plantas que cuando crecen en suelos naturales acumulan en las partes aéreas (en gramos de peso seco):
> 10 mg·g-1 (1%) de Mn o Zn,
> 1 mg·g-1 (0,1%) de As, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Sb, Se o Ti
Ó > 0,1 mg·g-1 (0,01%) de Cd.
Minuartia verna, hiperacumuladora de cobre (Autor: Candiru, Flickr, CC).
LA APARICIÓN DE PLANTAS HIPERACUMULADORAS Y SUS IMPLICACIONES
Hasta el momento se ha planteado diferentes hipótesis para explicar porque ciertas plantas han llegado a ser hiperacumuladoras de metales pesados:
Tolerancia y disposición de metales.
Resistencia a la sequía.
Interferencia con otras plantas vecinas
Defensa contra los enemigos naturales.
La hipótesis que recibe más soporte es la denominada “Elemental defence” (defensa por elementos), que indica que ciertos metales pesados podrían tener un rol defensivo en la planta contra los enemigos a naturales, tales como los herbívoros y los patógenos. Estos organismos al consumir la planta presentarían efectos tóxicos, lo cual los llevaría a la muerte o bien a reducir el consumo de esta planta en un futuro. Aun así, aunque los metales pesados pueden actuar a través de su toxicidad, esto no garantiza que la planta no sea dañada o atacada antes que el enemigo natural sea afectado por estos. Por ellos sigue siendo necesario una defensa más efectiva que permita evitar el ataque.
Por otro lado, de acuerdo con una hipótesis más moderna, “Joint effects” (efectos conjuntos), los metales pesados podrían actuar juntamente con otros compuestos orgánicos de defensa dando lugar a una mayor defensa global. Las ventajas de los elementos inorgánicos, donde se incluyen los metales pesados, es que no son sintetizados por la planta, se absorben del suelo directamente y por lo tanto no hay tanto consumo energético invertido en la defensa, y además no pueden ser biodegradados. Aun así, algunos enemigos naturales pueden llegar a quelar los metales pesados gracias a quelatos (sustancias que se unen a estos metales pesados para reducir su toxicidad) o acumularlos en órganos donde se reduciría su actividad. Esta nueva hipótesis justificaría la presencia simultánea de distintos metales pesados y compuestos orgánicos de defensaen la misma planta, con la finalidad de conseguir una defensa mayor que afecte a más enemigos naturales, los cuales se esperaría no fuesen capaces de tolerar los distintos elementos tóxicos.
Thlaspi caerulescens, hiperacumuladora de zinc (Autor: Randi Hausken, Flickr, CC).
Por otro lado, se ha visto que ciertos herbívoros tienen habilidades para evitar el consumo de plantas con altos niveles de metales pesados, realizando lo que se denomina “taste for metals” (“degustación de metales”). Aunque se sabe que esto sucede, no es del todo conocido el mecanismo exacto de todo este proceso de alerta y evitación.
Solanum nigrum, hiperacumuladora de cadmio (Autor: John Tann, Flickr, CC).
Además, aunque las concentraciones de metales pesados que asumen estas plantas son elevadas, algunos herbívoros logran sobrepasar esta defensa siendo tolerantes, es decir, su dieta les permite ingerir elevadas dosis de metales y por tanto alimentarse de la planta. Esto lleva a pensar que ciertos herbívoros podrían convertirse en especialistas en el consumo de estas plantas, y que, por tanto, este tipo de defensa quedaría reducido a organismos con dietas variadas, los denominados generalistas. Esto ha resultado no ser del todo cierto, ya que algunas veces los herbívoros generalistas presentan una preferencia y tolerancia superior por las plantas hiperacumuladoras que los organismos especialistas.
Por todos estos motivos se puede decir que la evolución continua jugando un papel importante en esta lucha de armamento.
REFERENCIAS
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Shiojiri, K., Takabayashi, J., Yano, S. & Takafuji, A. (2000) Herbivore-species-specific interactions between crucifer plants and parasitic wasps (Hymenoptera: Braconidae) that are mediated by infochemicals present in areas damaged by herbivores. Applied Entomology and Zoology 35, p. 519–524.
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Las islas son laboratorios naturales donde estudiar la evolución en vivo. Ya sean de origen volcánico o continental están aisladas del continente por el mar y esto provoca que muchos de los seres vivos que viven en islas presenten adaptaciones espectaculares, a veces originándose especies gigantes o enanas en comparación con sus congéneres continentales. En este artículo, describimos cuáles son los mecanismos evolutivos que explican este fenómeno y ponemos algunos ejemplos sorprendentes.
El origen de las islas puede ser volcánico, implicando la aparición de tierras vírgenes las cuales que pueden ser colonizadas por unos pocos individuos y producirse nuevas adaptaciones a las nuevas condiciones, o bien continental, implicando la separación del continente por procesos tectónicos, con lo que la fauna y flora antes conectada, queda aislada y acaba diferenciándose con el paso de las generaciones.
Aspecto de un cono volcánico en Hawaii. Fuente: Steve Juverston, vía Flickr.
MECANISMOS EVOLUTIVOS QUE ACTÚAN EN ISLAS
La generación de nuevas especies provocada por la aparición de una barrera geográfica, como puede ser la aparición de una cordillera, cambios en el nivel del mar o la creación de nuevas islas por movimientos tectónicos, se denomina especiación alopátrica y es el principal proceso que actúa en islas. Puede ser de dos tipos:
Especiación vicariante: cuando dos poblaciones de la misma especie son separadas en nuestro caso por separación de un pedazo de tierra del continente. Un ejemplo de este caso es la isla de Madagascar, que cuando se separó del continente africano dejó la biota de la isla desconectada de la del continente por el mar.
Especiación peripátrica: cuando una pequeña población de una especie se separa de la población original por la aparición de una barrera geográfica. Es el caso de la colonización de una tierra virgen como son las islas oceánicas. En este caso, los individuos que colonizan el nuevo ambiente pueden no representar el acervo genético de la especie ancestral y con el paso del tiempo y el aislamiento reproductivo, originarse una especie nueva en lo que se denomina efecto fundador.
El gran naturalista británico y creador de la teoría de la evolución, Charles Darwin, se inspiró en el archipiélago de origen volcánico de las islas Galápagos para desarrollar su gran teoría, paradigma de la ciencia actual.
Las islas oceánicas se forman por explosión de volcanes submarinos o movimientos de la dorsal oceánica. Debido a la actividad volcánica, se forman conjuntos de archipiélagos, donde cada isla tiene su propia historia, con un clima, relieve y geología diferenciados. Esto crea un escenario perfecto para observar cómo funciona la evolución, ya que cada población que llega a una nueva isla se ve afectada por presiones ecológicas diferentes y quizás nunca más entrará en contacto con las poblaciones de otras islas, formándose especies únicas, endémicas de cada isla.
Muchos naturalistas y científicos han estudiado la evolución en vivo en archipiélagos de estas características, como las islas de Hawái, Seychelles, Islas Mascareñas, archipiélago de Juan Fernández o nuestras Islas Canarias. Una de las últimas islas aparecidas en el océano Atlántico es la isla de Suerty que se formó en 1963, 30 km al sur de Islandia y desde entonces la llegada de vida hay sido documentada y estudiada para comprender una poco más los mecanismos ecológicos y evolutivos que actúan.
Isla de Suerty en erupción, en el Sud de Islándia. Fuente: Wikimedia.
ADAPTACIONES EN ISLAS: GIGANTISMO Y LEÑOSIDAD
Muchas veces, las islas oceánicas, al ser vírgenes, no tienen depredadores y esto desencadena la aparición de adaptaciones curiosas. Uno de los procesos más sorprendentes es el gigantismo, en animales o adquisición de condición leñosa, en plantas.
La adquisición de leño en islas por parte de plantas herbáceas en el continente ha sido bastante documentado en varias familias y archipiélagos de todo el mundo. La causa de este fenómeno sería la ausencia de herbívoros y competidores en islas, que permite un desarrollo mayor en altura en la búsqueda de luz.
Por ejemplo, en Hawái encontramos la alianza de las espadas plateadas. Comprende 28 especies en tres géneros (Argyroxiphium, Dubautia y Wilkesia), todos miembros leñosos de la familia de los girasoles o Asteraceae. Sus parientes más cercanos son hierbas perennes de Norte América.
Aspecto de una espada plateada del género Argyroxiphium (izquierda) y sus parientes más cercanos en el continente (derecha), del género Raillardella. Fuente: Wikimedia.
En las Islas Canarias encontramos muchos ejemplos de este fenómeno. El género Echium de la familia de las borrajas o Boraginaceae, contiene unas 60 especies, de las cuales 27 se encuentran en diferentes archipiélagos de origen volcánico de la Macaronesia (Canarias, Madeira y Cabo Verde). Casi todos los miembros de este género que encontramos en la Macaronesia son arbustos, que forman una inflorescencia que puede llegar hasta los 3 m de altura y son el símbolo del Parque Natural del Teide (los conocidos tajinastes), mientras que sus parientes más cercanos, euroasiáticos, son hierbas, como por ejemplo la lengua de vaca (Echium vulgare).
Aspecto de un tajinaste rojo (izquierda) en Tenerife y su pariente continental (Echium vulgare) a la derecha. Fuente: Wikimedia.
También en la Macaronesia, encontramos otro ejemplo dentro de la familia de las Euphorbiaceae o lechetreznas. Es el caso de las especies Euphorbia mellifera, endémica de Canarias y Madeira y E. stygiana, endémica de Azores. Se trata de árboles en peligro de extinción o críticamente amenazados, según la IUCN, que pueden llegar a medir hasta 15 m de altura y que forman parte de la vegetación de laurisilva, el bosque subtropical húmedo típico macaronésico. Sus ancestros más cercanos son plantas herbáceas del Mediterráneo.
Euphorbia mellifera en Maderia y uno de sus parientes más cercano herbáceo del Mediterráneo (derecha, E. palustris). Fuente: izquierda Laia Barres González y derecha Wikimedia.
Dentro del reino de los animales, también encontramos adaptaciones peculiares en islas. Los animales herbívoros que habitan islas no suelen tener grandes depredadores ni competidores y esto facilita que aparezcan especies de mayor tamaño que en el continente, donde la presencia de grandes carnívoros evitaría la aparición de este tipo de características por la incompatibilidad con esconderse o huir de la presa.
Uno de los ejemplos más famosos de gigantismo insular es el caso de las tortugas gigantes de las Galápagos (complejo Chelonoidis nigra), que engloba 10 especies diferentes, muchas endémicas de una única isla del archipiélago. Son las tortugas más grandes y longevas del mundo. Pueden llegar a los 2 m de largo y los 450 kg de peso y pueden vivir más de 100 años.
Tortuga gigante de las Galápagos. Fuente: Wikipedia.
Entre los reptiles, está el caso de los lagartos gigantes del género Gallotia de las Islas Canarias. Son varias especies endémicas de cada una de las islas: G. auaritae de La Palma, que se creía extinta hasta el descubrimiento de varios individuos en 2007, G. bravoana de La Gomera, G. intermedia de Tenerife, G. simonyi de El Hierro y G. stehlini de Gran Canaria, entre otros. Entre los lagartos gigantes de Canarias está el extinto Gallotia goliath, que podía llegar hasta 1 m de largo y del que actualmente se piensa que se incluye dentro de la circunscripción de G. simony.
Gallotia stehlini de Gran Canaria. Fuente: El coleccionista de instantes Fotografía & Vídeo vía Flickr.
Otro ejemplo lo encontramos en la isla de Flores, en Indonesia, donde existe una especie de rata gigante (Papagomys armandvillei) que llega a doblar en tamaño a la rata común. Curiosamente, en esta isla se encontraron también fósiles de un homínido que experimentó el proceso contrario, ya que se trataba de primates enanos en comparación con las medidas actuales del ser humano. Se trata del Homo floresiensis, que sólo hacía 1 m de altura y pesaba 25 kg. Se extinguió hace unos 50000 años y convivió con el Homo sapiens.
Rata gigante (Papagomys armandvillei) de la isla de Flores. Fuente: Wikimedia.
El enanismo es otro de los procesos evolutivos que se pueden dar en islas. Provocado por la ausencia de recursos en algunas islas, en comparación al continente de donde provienen las poblaciones originales.
Desgraciadamente, las islas, por albergar una biota tan peculiar y exclusiva, son también testigos de muchos casos de sobreexplotación y extinción de especies. La biología de la conservación en islas nos ayuda a entender y conservar este patrimonio natural tan rico y único.
REFERENCIAS
Barahona, F.; Evans, S. E.; Mateo, J.A.; García-Márquez, M. & López-Jurado, L.F. 2000. Endemism, gigantism and extinction in island lizards: the genus Gallotia on the Canary Islands. Journal of Zoology 250: 373-388.
Böhle, U.R., Hilger, H.H. & Martin, W.F. 2001. Island colonization and evolution of the insular woody habit in Echium L. (Boraginaceae). Proceedings of the National Academy of Sciences 93: 11740-11745.
Carlquist, S.J. 1974. Island biology. New York: Columbia University Press.
Foster, J.B. 1964. The evolution of mammals on islands. Nature 202: 234–235.
Whittaker, R.J. & Fernández-Palacios, J.M. 2007. Island biogeography: ecology, evolution, and conservation, 2nd edn. Oxford University Press, Oxford.
Frecuentemente se dice que las plantas epífitas viven del aire y realmente lo parece, ya que son plantas que casi no necesitan de suelo para desarrollarse; aprovechan troncos para crecer y trepar en busca de la fuente de energía más buscada en los bosques tropicales: el sol. En este artículo describimos las adaptaciones de las epífitas y los grupos más comunes y espectaculares de estas plantas increíbles.
Adaptaciones de las epífitas
Las plantas epífitas son aquellas que viven sobre otra planta sin parasitarla, sin afectar negativamente ninguno de sus órganos o funciones. Las epífitas aprovechan la estructura de otras plantas como suporte físico, para crecer hacia el dosel de los bosques sombreados, aprovechando los troncos y ramas de árboles más viejos para llegar a una altura mayor y captar la luz del sol. Las epífitas nunca tocan el suelo, ¡están adaptadas a vivir del aire!
Diversas especies de Catctaceae, Bromelaceae y helechos epífitos creciendo a lo largo de un tronco del bosque tropical húmedo en Brasil. Fuente: Barres Fotonatura.
Son plantas que presentan adaptaciones sorprendentes a este hábito de vida, como:
La capacidad de captar agua y nutrientes del aire, la lluvia y de la pequeña cantidad de suelo o restos orgánicos que puedan quedarse presos al tronco de los árboles donde enraízan.
Las raíces que desarrollan no tienen la función de captar nutrientes sino la de sujetarse.
Frecuentemente, desarrollan estructuras para acumular la humedad.
Aunque las epífitas dependen de su huésped para conseguir sus nutrientes y no tienen el objetivo de parasitarlo, a veces crecen tanto que acaban sobrecarganlo y matando su suporte. Este es el caso de algunos Ficus (Moraceae), dichos “estranguladores”, que desarrollan sus raíces aéreas alrededor de otros troncos hasta no dejarlo crecer más.
Estructura hueca que dejan las raíces del Ficus estrangulador una vez muerto su huésped. Fuente: Wikipedia.com.
Gracias a la contribución de las epífitas podemos decir que el bosque tropical húmedo está organizado en un gradiente vertical a lo largo de los troncos de los árboles, donde encontramos la diversidad de organismos organizada según la distancia al suelo. Las epífitas son responsables en gran parte de la biodiversidad extremamente rica que hace que los bosques húmedos tropicales sean uno de los ecosistemas más complejos de la Tierra. Además de proporcionar diferentes estratos de vegetación en altura, las epífitas proporcionan refugio y nutrientes a varias especies de insectos y anfibios, que aprovechan el agua acumulada en sus hojas o el cobijo que generan en medio del tronco para hacer el nido.
Las plantas epífitas se encuentran mayoritariamente en bosques tropicales húmedos, donde se han registrado árboles con docenas de epífitas encima. En climas temperados o hasta en desiertos, también encontramos especies epífitas tolerantes a la sequía.
Diversidad de epífitas
Alrededor de 25.000 especies tienen actualmente esta forma de vida. Las epífitas más conocidas y comunes son las familias Bromeliaceae, Orchidaceae y el grupo de los helechos. El epifitismo ha aparecido varias veces a lo largo de la evolución y encontramos ejemplos en otras familias de espermatófitas (plantas con tronco y semilla) tropicales como son las Ericaceae, Gesneriaceae, Melastomataceae, Moraceae y Piperaceae y en plantas sin semilla (líquenes, musgos y hepáticas) en climas temperados.
Orquídeas
La familia de las orquídeas es donde encontramos más especies de epifitas, con más de 20 géneros tropicales exclusivamente epífitos, de entre los que destacan por el número de especies los géneros Bulbophyllum (1800) y Dendrobium (1200). El género de orquídeas epifitas Phalaenopsis (60 especies) se cultiva alrededor del mundo por su belleza. De hecho, muchas plantas usadas en jardinería de interior son epifitas por sus pocos requerimientos en nutrientes y agua.
Varias orquídeas del género Epidendrum. Fuente: Barres Fotonatura.
Pero de entre las orquídeas, queríamos destacar otra conocida por motivos bien diferentes: la Vainilla (Vanilla planifolia), originaria de México y América central, donde se consumía mezclada con cacao. Se importó a la Isla de Reunión y Madagascar (actualmente, primeros productores mundiales) por los españoles cuando descubrieron su aroma. Los cultivos de vainilla imitan su forma natural de crecer, sobre los árboles, y no plantan la vainilla en el suelo, sino sobre troncos.
Cultivo de Vainilla. Fuente: pixabay.com.
La parte que se consume de la vainilla es el fruto aún inmaduro, que pasa por un proceso de curación.
Las orquídeas tienen uno de los sistemas de polinización más complejos de todo el mundo vegetal, con varios casos de coevolución monoespecífica ligada a insectos o colibríes. La vainilla no deja de ser un ejemplo, ya que es polinizada por abejas y colibríes nativos de México, así que la polinización en las áreas de cultivo no se da de forma natural y se debe hacer a mano. Normalmente mujeres y niños todavía practican esta técnica artesanal polinizando cada una de las flores de vainilla para obtener su fruto tan preciado. De hecho, el peso, es el cultivo más caro del mundo y ¡no es para menos!
Flor de Vanilla planifolia. Fuente: Wikipedia.com.
Bromelias
Las Bromeliáceas o claveles del aire incluyen más de 3000 especies neotropicales, la mayoría de ellas de forma epífita. Los géneros más abundantes y ricos en especies son Tillandsia (450), Pitcairnia (250), Vriesia (200), Aechmea (150) y Puya (150). Las hojas de las bromelias crecen en roseta y tienen una forma imbrincada, característica que facilita la acumulación de agua dentro de esta estructura. El cultivo de bromelias se ha llegado a prohibir en Brasil (donde son nativas un 43% de especies de esta familia) por desconocimiento, ya que se pensaba que esta agua favorecía la reproducción del mosquito Aedes aegypti, transmisor de los virus de la Zika, chikungunya y dengue. Cuando en realidad las bromelias tienen compuestos secundarios que precisamente evitan la proliferación de huevos y larvas de este mosquito, a la vez que el agua que queda presa en el interior de las hojas crea un microhábitat que acumula nutrientes que alimentan otros insectos, anfibios y pájaros nativos que ayudan a combatirlo. Sus flores tienen colores muy vivos y son acompañadas por brácteas también bien vistosas para atraer la atención de los polinizadores, principalmente colibríes y murciélagos. Muchas bromelias se usan mucho como plantas ornamentales, especialmente del género Tillandsia y Guzmania.
Agua acumulada en el interior de una bromelia. Fuente: Otávio Nogueira, Creative Commons.
Epífitas de climas temperados
De entre los helechos epifitos, uno de los más conocidos es el cuerno de ciervo (Platycerium bifurcatum), muy usada como planta ornamental. El cuerno de ciervo es nativo de Australia pero se encuentra en todas las áreas húmedas tropicales para su uso en horticultura. Desarrolla dos formas de hoja: la primera tiene forma de riñón y no produce esporas, su función es adherirse al tronco. Estas hojas con el tiempo adquieren una coloración marrón y forman una base desde donde crecen los otros tipos de hojas, que son fértiles y por tanto producen esporas. Son largas y bifurcadas y pueden crecer hasta 90 cm de largo. Las esporas de este helecho son producidas en el ápice de las hojas fértiles, que adquieren una apariencia aterciopelada.
Apariencia de los dos tipos de hojas del cuerno de ciervo. Fuente: Barres Fotonatura.
En bosques templados, las epifitas más comunes son líquenes. De entre los líquenes, destacamos el género Usnea o barba de capuchino. Es un género de líquenes cosmopolita que crece sobre coníferas y árboles caducifolios. Estos líquenes de coloración grisácea, crecen en forma de cortinas que cuelgan de los árboles. Curiosamente, hay una especie de bromelia epífita que recuerda mucho a las Usnea por esta particular forma de crecer. Su nombre es musgo español (Tillandsia usneoides) pero no es ni un musgo ni un liquen, sino una bromelia también de hábito epífito, de hojas muy pequeñas que van creciendo de forma encadenada hacia el suelo. Tampoco se encuentra en España, sino que vive en el continente americano.
Crecimiento en forma de barbas o cortinas del líquen Usnea articulata (izquierda) y la Bromelia Tillandsa usneoides (derecha). Fuente: Barres Fotonatura y Wikipedia.com.
Las plantas epifitas todavía son poco conocidas porque las técnicas de escalada sobre todo en medio del bosque húmedo tropical, hace poco tiempo que se han desarrollado y su estudio es más bien reciente comparado por ejemplo con las plantas carnívoras o parásitas. ¡Muchas aún están por descubrir!
REFERENCIAS
Benzing, D.H. 1990. Vascular Epiphytes: General Biology and Related Biota. Cambridge: Cambridge University Press.
Smith N., Mori S. A., Henderson, A., Stevenson D. W. & Heald, S. V. 2004. Flowering Plants of the Neotropics. New Jersey, USA: The New York Botanical Garden, Princeton university press.
¿Te has preguntado alguna vez cuáles son los organismos más longevos de los mares y océanos de la Tierra? Las tortugas marinas son bien conocidos por tener una vida larga. Pero, ¿cuál es el organismo más anciano del océano (y el planeta)?
BALLENA DE GROENLANDIA
Las ballenas de Groenlandia (Balaena mysticetus), también llamadas ballenas boreales, viven la mayor parte del año asociadas con el hielo marino en el océano Ártico. Estos mamíferos marinos se encuentran entre los animales más grandes de la Tierra, con un peso de hasta 75-100 toneladas y con una longitud de 14-17 m en los machos y de 16-18 m en las hembras.
Ballena de Groenlandia (Balaena mysticetus) (Foto: WWF).
Hace más de 20 años, en 1993, se descubrió por casualidad que las ballenas de Groenlandia tienen una vida más larga de la que se pensaba. Su esperanza de vida se consideraba que era de unos 50 años, pero el descubrimiento inesperado permitió saber que viven más de 100 años. De hecho, se sabe que algunas han vivido durante unos 200 años.
¿Cuál fue ese descubrimiento fortuito? Un esquimal de Alaska cazó un individuo con la punta de un arpón en el interior de su grasa. Este arpón fue creado con una técnica que no se utilizaba desde hacía 100 años.
Se encuentran entre los mamíferos que llegan a mayor edad, incluso entre otras ballenas. Y la explicación a este hecho se encuentra en el extremo frío de su hábitat: tienen que invertir tanta energía en el mantenimiento de la temperatura del cuerpo que su primer embarazo es por lo general a los 26 años y, por tanto, tienen una esperanza de vida larga.
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TORTUGAS MARINAS
En la famosa película de Disney Buscando a Nemo, Marlin, el padre de Nemo, conoce a Crush, una tortuga marina de 150 años de edad. Sin embargo, ¿es cierto que vivan tanto?
Las tortugas marinas tienen vidas largas, pero su edad es desconocida (Foto: Key West Aquarium).
Es bien conocido que las tortugas marinas tienen una larga vida, pero sus edades son poco conocidas. Se ha confirmado que las líneas de crecimiento en algunos huesos de tortuga son anuales, pero debido a que crece a diferentes velocidades dependiendo de la edad, ésto no puede ser utilizado para estimar su edad.
Sin embargo, los científicos creen que estos impresionantes reptiles pueden vivir mucho tiempo, como las ballenas. Las tortugas que sobreviven a las primeras etapas de la vida pueden esperar vivir por lo menos 50 años. Además, el envejecimiento biológico está casi suspendido en estos animales.
A pesar de desconocer la edad de la tortuga marina más anciana en estado salvaje, una tortuga en cautiverio en China se dice que tiene unos 400 años de edad.
EL ANIMAL MÁS ANTIGUO CONOCIDO
Los corales negros son los animales más antiguos conocidos en la Tierra. No obstante, no son los organismos más antiguos del planeta.
Leiopathes sp. es un género de corales negros que pueden vivrr varios milenios (Foto: CBS News).
Estos corales de esqueleto carbón oscuro crecen mucho menos de un milímetro por año, como el coral rojo del Mediterráneo. A pesar de su nombre, por lo general muestran colores amarillos, rojos, marrones y verdes. Aunque se consideran corales de aguas profundas, se encuentran por todo el mundo y en todas las profundidades.
Una investigación de 2009 demostró que un coral negro de Hawaii incluido en la especie Leiopathes glaberrima había estado viviendo y creciendo desde la construcción de las pirámides de Egipto; hace 4.600 años.
Al igual que las tortugas marinas, en el caso de que un individuo sobreviva al primer siglo de edad, es muy probable que viva un milenio o más.
LA MEDUSA INMORTAL
Es un hecho de la vida que todos los seres vivos mueren; a excepción de Turritopsis nutricula, la medusa inmortal. Esta pequeña (4,5 mm) medusa en forma de campana es inmortal debido al hecho de que posee la capacidad de “invertir su edad”.
La medusa inmortal, Turritopsis nutricula (Foto: Bored Panda).
Esta especie comienza su vida siendo una masa de pólipos que crecen en el fondo del mar, que en algún momento producen medusas que desarrollan gónadas para crear la siguiente generación de pólipos, y luego mueren. Esto no tiene nada especial en comparación con otras medusas. Más información sobre estos bellos animales aquí.
Esta especie de cnidario, bajo la presencia de un factor de estrés o lesión, transforma todas sus células en formas larvales, es decir, que cambia de adulto a larva. Entonces, cada larva puede transformarse en un nuevo adulto. Ese proceso es llamado transdiferenciación. De todas formas, los científicos saben poco sobre este proceso en animales salvajes.
Transdiferenciación en Turritopsis nutricula: (A) Una medusa herida se hunde hacia el fondo oceánico, (B) su cuerpo se repliega sobre sí mismo y se reabsorbe, (C) se forma un pólipo y (D) el nuevo pólipo forma una medusa (Foto: Bored Panda).
EL ORGANISMO MÁS VIEJO DE LA TIERRA
El organismo más antiguo de la Tierra no es ni un animal, ni una alga ni un microorganismo. El organismo más anciano en el planeta es una planta. En concreto, una planta marina conocida como Posidonia oceanica. ¿Quieres saber la razón por la cual los ecosistemas de Posidonia se consideran las selvas marinas?
Investigadores españoles descubrieron que en Formentera (Islas Baleares) hay un clon de Posidonia de 100.000 años de edad. Esto significa que éste es el organismo más longevo en la biosfera.
La clave para entender su edad es el crecimiento clonal: se basa en la división constante de células colocadas en los meristemos y en el extremadamente lento crecimiento de su tallo (rizomas).
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REFERENCIAS
Arnaud-Haond S, Duarte CM, Diaz-Almela E, Marba` N, Sintes T, et al. (2012) Implications of Extreme Life Span in Clonal Organisms: Millenary Clones in Meadows of the Threatened Seagrass Posidonia oceanica. PLoS ONE 7(2): e30454. doi:10.1371/journal.pone.0030454
Rugh, D.J. & Shelden, K.E.W. (2009). Bowhead whale. Balaena mysticetus. In Perrin, W.F; Würsig, B & Thewissen, J.G.M. Encyclopedia of Marine Mammals. Academic Press (2 ed).
Schiffman, J & Breen, M (2008). Comparative oncology: what dogs and other species can teach us about humans with cancer. The Royal Society Publishing. DOI: 10.1098/rstb.2014.0231
Brasil es uno de los países más ricos en biodiversidad del mundo. Dentro del Brasil, la selva amazónica, conocida como el pulmón del mundo, es frecuentemente reconocida como la región con más diversidad de seres vivos del mundo. ¿Es así realmente? Brasil esconde muchos más biomas tan ricos como la selva húmeda tropical, mucho más desconocidos y con un alto grado de explotación que amenaza su conservación. En este post explicaremos las características de los seis biomas del Brasil y haremos un repaso de los diferentes cultivos de plantas alóctonas que se introdujeron en el país desde tiempos históricos y que afectaron el equilibrio natural, desde el azúcar y el café hasta la soja.
¿QUE ES UN BIOMA?
En este post hablaremos de los diferentes biomas del Brasil. Pero, ¿que es un bioma? Un bioma es un conjunto de ecosistemas con una historia común, que comparten un clima similar y, por lo tanto, se caracterizan por la presencia de animales y plantas similares. El bioma es un concepto que engloba todos los seres vivos de una comunidad, pero en la práctica se define por la fisionomía o apariencia general de la vegetación. Es una unidad de clasificación biológica que sirve para clasificar grandes regiones geográficas del mundo. A nivel global, se reconocen diez biomas en el mundo: desierto polar, tundra, taiga, bosque temperado caducifolio, laurisilva, selva tropical, estepa, sabana, desierto y mediterráneo.
BIOLOGÍA DE BRASIL
Brasil es reconocido por ser el país con la mayor diversidad, seguido de China, Indonesia, México y África del Sud.
Según recientes publicaciones científicas, Brasil es el país con la flora más rica del mundo, con 46100 especies de plantas, hongos y algas descritos, de las cuales casi la mitad (43%) son ednémicas. Este número aumenta cada año ya que mucha de la biodiversidad de Brasil todavía está por descubrir. De hecho, se calcula que 20.000 especies todavía no se han descrito. Los botánicos describen cerca de 250 especies nuevas de plantas cada año en Brasil. Así que si eres taxónomo y quieres contribuir, ¡en Brasil te están esperando!
Otro dato sorprendente, es que de las aproximadamente 8900 especies con semilla que existen en el Brasil, el 57% son endémicas.
BIOMAS DE BRASIL
Actualmente se consideran seis tipos de biomas en el Brasil: amazonas, mata atlántica, cerrado, caatinga, pampa y pantanal. Esta classificación poco ha cambiado desde la primera tentativa de classificar la vegetación brasileña en dominios florísticos elaborada por Martius en 1824, quien dió nombre de ninfas griegas a los cinco dominios que detectó. Escogió las Nayades, las ninfas de los lagos, rios y fuentes para denominar la amazonia. Para el cerrado consideró las Oreades, ninfas de las montañas, compañeras de la Diosa de la caza, Diana. Denominó la mata atlántica bajo el nombre de Dryades, las ninfas protectoras de los robles y los árboles en general. Consideró la pampa y los bosques de araucárias bajo el dominio de las Napeias, las ninfas de los valles y prados y finalmente las Hamadryades, ninfas que protegen cadauna un árbol en concreto, se usaron para designar la caatinga.
Brasil es de los pocos paises del mundo que incluye dos de sus biomas como hotspot para la conservación de la biodiversidad: el cerrado y la mata atlántica.
La cattinga es el único bioma exclusivo del Brasil, aunque encontramos otros tipos de sabanas parecidas al cerrado en Sud América y la mata atlántica, fuera del Brasil, solo se encuentra en el nord este de Argentina y este de Paraguai.
Mapa con la distribución de los seis biomas brasileños.
1. AMAZONIA
La región irrigada por el caudal del río Amazonas es la formación forestal más grande del planeta y el bioma con más biodiversidad de Brasil. Ocupa casi el 50% del territorio y está gravemente amenazado debido a su desforestación causada por las industrias madereras y el cultivo de soja. Actualmente se calcula que el 16% de su totalidad ha desaparecido bajo las presiones antrópicas.
Vista área del bioma amazónico (Fuente: Commons Wikimedia).
El origen de esta gran diversidad sigue siendo un misterio. Recientes estudios científicos explican que probablemente el levantamiento de los Andes, que comenzó hace al menos 34 millones de años originó esta riqueza. La cordillera de los Andes comenzó a formarse por el hundimiento de la placa tectónica Americana bajo la placa oceánica del Pacífico. Este proceso geológico cambió el régimen de vientos de la zona, modificando el patrón de lluvias en el lado oriental de los Andes, afectando hasta el sentido y dirección del río Amazonas, que anteriormente desembocaba en el océano Pacífico pero debido a este levantamiento se redirigió hacia el Atlántico.
Estos fenómenos geológicos y climáticos originaron la formación de una gran área de humedales en la parte oriental de los Andes, originando la aparición de muchas especies nuevas.
La Amazonia se caracteriza por ser un bosque tropical húmedo cerrado, de suelo arenoso y pobre en nutrientes, con una estratificación en altura. El sotobosque es prácticamente inexistente y los organismos se distribuyen a diferentes niveles de las copas de los árboles. Encontramos famílias de dispersión pantropical como Fabaceae, Rubiaceae o Orchidaceae u otras de origen amazónico; como las Lecythidaceae (que tiene como uno de sus representantes más famosos el productor de la nuez de Pará, Bertholletia excelsa) o las Vochysiaceae.
Bertholletia excelsa, árbol productor de la nuez del Brasil, típico de la Amazonia (Fuente: Flickr y Commons Wikimedia).
2. MATA ATLÁNTICA
Se trata del bosque tropical que abarca la región litoral del país y, por lo tanto, su principal condicionante son los vientos húmedos que llegan del mar y los relieves abruptos. Se caracteriza por estar compuesta por una gran variedad de ecosistemas, que van desde bosques semi-caducifolis estacionales a campos abiertos de montaña, pasando por los bosques de araucarias en el Sud del país ya que tiene una elevada variedad de altitudes, latitudes y, por lo tanto, climas.
Bosque de araucarias, una ecoregión dentro del dominio de la mata atlántica del sud del Brasil (Font: Wikipedia).
Aunque no es un bioma tan conocido como la selva amazónica, es el bioma con la diversidad más grande de angiospermas, pteridofitos y hongos del país; con un nivel de endemismos muy elevado (50% de sus especies son exclusivas) y se encuentra en un nivel de conservación mucho más comprometido. De hecho, hasta la llegada de los europeos, fue el bosque tropical más grande de todo el planeta. Hoy en día sólo queda el 10% de su extensión originaria debido a la presión antrópica. Uno de los primeros motivos de la explotación de este bioma fue el pau-brasil (Caesalpinia echinata), árbol de madera noble y resina valorada por su tintura roja que dio nombre al país, pero después lo siguieron otros como el cultivo de caña de azúcar, café o la extracción de oro.
Detalles de la morfologia del pau-brasil (Caesalpinia echinata), árbol que da nombre a Brasil (Fuente: Flickr).
Pero no fue hasta el s. XX que la degradación de este medio se agravó, teniendo en cuenta que las grandes capitales económicas y históricas del país como Sao Paulo, Rio de Janeiro y Salvador están dentro de su dominio.
Aunque se debe ser optimista. El bioma Mata Atlántica es la región con más unidades de conservación de América del Sud.
Las famílias más frecuentes en la mata atlántica son orquidáceas, bromeliáceas y fabáceas.
Fisionomia típica de la Mata Atlántica (Fuente: Commons Wikimedia).
3. CERRADO
Es el segundo tipo de bioma más extenso en el continente Sud Americano y ocupa el 22% de Brasil.
Se considera la sabana más rica del mundo en número de espécies. Contiene un elevado nivel de endemismos y por eso se considera como uno de los hotspots mundiales en términos de biodiversidad. Contiene 11.627 especies de plantas (de las cuales el 40% son endémicas) y unas 200 especies de animales, de las cuales 137 se encuentran amenazadas.
El bioma cerrado se encuentra en áreas del interior de Brasil con dos estaciones bien marcadas (lluvias o seca). Engloba diferentes tipos de hábitats como son el campo sujo, campo limpo o el cerradão. Está compuesta por árboles pequeños, de raíces profundas y hojas protegidas de tricomas con sotobosque compuesto por ciperáceas y gramíneas. Los suelos del cerrado son arenosos y pobres en nutrientes, presentando colores rojizos por su alto contenido en hierro.
Fisionomia típica del cerrado (Fuente: pixabay).
Los géneros Vochysia y Qualea (Vochysiaceae) dominan el paisaje de sabana del cerrado. También se encuentran muchos representantes de las asteráceas, orquidáceas y fabáceas.
Es el segundo bioma que más se ha degradado en las últimas décadas en Brasil. La causa de esta destrucción es el desarrollo de la industria agropecuaria: aproximadamente el 40% de soja de Brasil (Brasil es el primer productor de soja del mundo) y el 70% de carne de vaca y se producen en dominios del cerrado. La mitad del bioma cerrado se ha destruido en sólo los últimos 50 años. Aunque tiene este riesgo, sólo el 8% de su área se encuentra protegida legalmente.
Monocultivo de soja dentro del dominio del cerrado en el estado de Tocantins (Foto: barres fotonatura).
4. CAATINGA
Es el único bioma exclusivo de Brasil y ocupa el 11% del territorio del país. Su nombre proviene de uno de los idiomas originarios de Brasil, el tupí-guaraní y significa bosque blanco. Es el bioma más poco conocido e infravalorado por su aridez.
El clima de la caatinga es semi-árido y los suelos son pedregosos. La vegetación es de tipo sabana estépica y se caracteriza por presentar una gran adaptación a la aridez (vegetación xerófita) y frecuentemente es espinosa. Los árboles de la caatinga pierden las hojas durante la época seca, dejando un paisaje lleno de troncos blanquecinos.
Fisionomia típica de la caatinga (Fuente: Commons Wikimedia).
Las familias predominantes de este paisaje tan árido son las Cactaceae (Cereus, Pilosocereus o Melocactus), Bromeliaceae y Euphorbiaceae, pero también encontramos bastantes representantes de les Asteraceae, Fabaceae y Poaceae. Una de las especies originarias y representativas de la caatinga es el juazeiro (Ziziphus joazeiro, Rhamnaceae).
Melocactus sp. (Cactaceae), un género muy común de caatinga (Foto: barres fotonatura).
Su estado de conservación también es crítico. Cerca del 80% de la caatinga ya está antropizado. El principal motivo de esta degradación es la industria agroalimentária y minera.
5. PAMPA
La Pampa es un bioma que ocupa un único estado en el país, Rio Grande do Sul y abarca el 2% del territorio brasileño. La pampa se encuentra también muy bien representada en Uruguay y el norte de Argentina. Forma paisajes muy diversos que van desde planícies, montañas o afloramientos rocosos, pero lo más típico son los campos graminosos con montes y árboles aislados próximos a los cursos de agua.
Paisaje típico de la pampa (Fuente: Flickr).
Se han catalogado unas 1.900 especies de plantas con flor, de las cuales 266 son de la familia de las gramínias (Poaceae) y 141 de las Cyperaceae. También sobresalen los representantes de las Compuestas (Asteraceae) y las leguminosas (Fabaceae). En las áreas de afloramientos rocosos son mayoritarias las Cactaceae y Bromeliaceae.
Por lo que hace a la fauna, encontramos hasta 300 especies de aves y 100 de mamíferos, siendo emblemáticos el nyandú, las vicuñas (camélidos sud americanos) o las Cavia, roedores cercanos a las capibaras.
El área de la pampa tiene un patrimonio cultural muy característico, compartido con los habitantes de la pampa de Argentina y Uruguay, desarrollada por los gauchos.
Las actividades económicas más desarrolladas de la región son la agricultura y la ganadería, que llegaron con la colonización ibérica, desplazando gran parte de la vegetación autóctona. Según estimaciones de pérdida de hábitat, en 2008 sólo quedaba un 36% de la vegetación nativa. Sólo un 3% de la pampa se encuentra protegida bajo algún tipo de unidad de conservación.
6. PANTANAL
Se trata de una selva estépica inundada que ocupa la plana aluvial del río Paraguay y sus afluentes. Es, por lo tanto, una gran planície húmeda, que se inunda durante las épocas de lluvia, de noviembre a abril. Estas inundaciones favorecen la alta biodiversidad. Ocupa sólo el 1,75% del territorio brasileño y es por tanto el bioma menos extenso del país.
Victoria regia (Nymphaeaceae) en el pantanal del estado de Mato Grosso (Fuente: Flickr).
Cuando se producen las inundaciones, aflora una gran cantidad de materia orgánica, ya que el agua transporta todos los restos de vegetación y animales en descomposición favoreciendo la fertilización del suelo.
Son típicos del pantanal los campos de gramíneas (Poaceae). En les zonas que no llegan a inundar-se encontramos vegetación arbustiva i hasta árboles aislados. Se han catalogado unas 2.000 especies de plantas diferentes, siendo algunas de las más representativas las palmeras (Arecaceae) o macrófitas acuáticas (Lentibularaceae, Nymphaeaceae, Pontederiaceae).
Contiene una alta diversidad de peces (263 especies), anfibios (41 especies), réptiles (113 especies), aves (650 especies) y mamíferos (132 especies), siendo el guacamayo azul, el caimán negro o el jaguar las especies más emblemáticas.
Después de la Amazonia, es el segundo bioma de Brasil más preservado ya que se considera que el 80% de su extensión conserva su vegetación nativa. De todas formas, la actividad humana también ha dejado un gran impacto, sobre todo las actividades agropecuarias. La pesca y la ganadería bovina son las actividades económicas más desarrolladas en el pantanal. También el establecimiento de plantas hidroeléctricas amenaza el equilibrio ecológico de este ambiente, ya que si se rompe el régimen de inundaciones de la región, toda la vida se verá afectada.
REFERENCIAS
Guraim Neto, G. 1991. Plantas do Brasil, angiospermas do estado de Mato Grosso, Pantanal. Acta Botánica Brasileira 5: 25-47.
Hoorn, C. et al. 2010. Amazonia through time: andean uplift, climate change, landscape evolution, and biodiversity. Science 330: 927.
Martius, C.P.F. von. 1824. Tabula geographica Brasilie et terrarum adjacentium. Tabula geographica quinque provicias florae Brasiliensis illustrans. In: Martius, C.P.F. von ed. Flora Brasiliensis, Vol. 1, Part 1, Fasc. 21. Monacchi et Lipsiae.
Cuando pensamos en la vida de las plantas se hace difícil imaginarla sin la interacción con los animales, puesto que estos día a día establecen diferentes relaciones simbióticas con ellas. Entre estas relaciones simbióticas encontramos la herbívora, o el caso contrario, el de las plantas carnívoras. Pero, hay muchas otras interacciones súper importantes entre plantas y animales, como la que lleva a estos organismos a ayudarse los unos a los otros y a convivir juntos. Por eso, esta vez os quiero presentar el mutualismo entre plantas y animales.
Y ¿qué es el mutualismo? Pues es la relación que se establece entre dos organismos en la que ambos se benefician de la convivencia en conjunto, es decir, los dos consiguen una recompensa cuando viven en compañía. Esta relación consigue aumentar su eficacia biológica (fitness) por lo que existe una tendencia de los dos organismos a convivir siempre juntos.
Según esta definición tanto polinización como dispersión de semillas a través de animales son casos de mutualismo. Veámoslo.
POLINIZACIÓN POR ANIMALES
Muchas plantas reciben visitas a sus flores por parte de animales que pretenden alimentarse del néctar, del polen o de otros azúcares que éstas producen y a cambio transportan polen hacia otras flores, permitiendo que este llegue al estigma de una manera muy eficaz. Así, la planta obtiene el beneficio de la fecundación con un coste de producción menor de polen que el que supondría dispersarlo por el aire (el cual llegaría con menor probabilidad al estigma de otras flores). Y los animales a cambio obtienen como recompensa el alimento. Se establece así una verdadera relación de mutualismo entre los dos organismos.
“Video:The Beauty of Pollination” – Super Soul Sunday – Oprah Winfrey Network (www.youtube.com)
El caso extremo de mutualismo se da cuando estas especies evolucionan una dependiendo de la otra, es decir, cuando se da coevolución. Entendemos por coevolución esas adaptaciones evolutivas que permiten a los dos o más organismos establecer una relación de simbiosis estrecha, ya que las adaptaciones evolutivas de uno influyen en las adaptaciones evolutivas del otro organismo. Por ejemplo esto se da entre varías orquídeas y sus polinizadores, como es el conocido caso de la Orquídea de Darwin. Pero hay muchas otras plantas que también han coevolucionado con sus polinizadores, como la higuera o la yuca.
De ninguna manera esto se debe confundir con el engaño que algunas plantas producen sobre sus polinizadores, los cuales no obtienen ningún beneficio directo. Por ejemplo, algunas orquídeas también atraen a sus polinizadores a través de olores (feromonas) y de sus curiosas formas que se asemejan a las hembras del polinizador, haciendo que éste se acerque a ellas para copularlas y quede impregnado de polen que será transportado a otras flores gracias al mismo engaño.
Orquídea abejera (Ophrys apifera) (Autor: Bernard DUPONT, flickr).
DISPERSIÓN DE SEMILLAS POR ANIMALES
La dispersión de semillas por animales se considera que ha tenido lugar gracias a un proceso coevolutivo entre los animales y los mecanismos de dispersión de las semillas en el cual tanto plantas como animales obtienen un beneficio. Lo más probable es que este proceso se iniciara en el Carbonífero (~300MA), donde ya se cree que algunas plantas como las cícadas desarrollaban unos falsos frutos carnosos que podrían ser consumidos por reptiles primitivos que actuarían de agentes dispersores de semillas. Este proceso se habría intensificado con la diversificación de las plantas con flores (Angiospermas) y de pequeños mamíferos y aves durante el Cretácico (65-12MA), hecho que permitió la diversificación de los mecanismos de dispersión y de las estructuras del fruto.
El mutualismo se puede dar de dos maneras dentro de la dispersión de semillas por animales.
El primer caso la llevan a cabo los dispersores que ingieren semillas o frutos que expulsaran posteriormente, sin ser digeridos, por defecación o regurgitación. Los frutos y semillas preparados para este caso son portadores de recompensas o señuelos, con los que a la vez atraen a sus agentes dispersantes, ya que los frutos suelen ser carnosos, dulces y a menudo tienen colores vistosos o emiten olores para atraer a los animales.
Por ejemplo, Acacia cyclops forma unas vainas que contienen semillas rodeadas por eleosomas (sustancias muy nutritivas formadas normalmente por aceites) que son mucho más grandes que la propia semilla. Esto supone un coste elevado de energía por parte de la planta, ya que no solo tiene que hacer las semillas sino que también tiene que formar esta recompensa. Pero a cambio, la cacatúa Galah (Eolophus roseicapillus) transporta a larga distancia sus semillas, ya que al alimentarse de este eleosoma ingiere las semillas que serán transportadas por su vuelo a larga distancia hasta que sean expulsadas por defecación en otros lugares.
Izquierda, Cacatúa Galah (Eolophus roseicapillus) (Autor: Richard Fisher, flickr) ; Derecha, Vainas de Acacia cyclops (semillas negras, eleosoma rosa) (Autor: Sydney Oats, flickr).
Y el otro tipo de dispersión de semillas por animales que establece una relación de mutualismo es aquel donde las diásporas son recogidas por el animal en época de abundancia y las entierra para disponer de ellas como alimento cuando tenga necesidad. Pero no todas son comidas y algunas germinan.
Ardilla recogiendo frutos (Autor: William Murphy, flickr)
Pero no todo acaba aquí, puesto que hay otros ejemplos bien curiosos y menos conocidos que de alguna manera han hecho que tanto animales como plantas vivan juntos en un perfecto “matrimonio”. Veamos un par de ejemplos:
Azteca y Cecropia
Las plantas del género Cecropia viven en los bosques tropicales húmedos de Centroamérica y Sudamérica, siendo unas grandes luchadoras. Su estrategia por conseguir alzarse y captar luz evitando la competencia con otras plantas ha sido la firme relación que mantienen con las hormigas del género Azteca.
Las plantas proporcionan nidos a las hormigas, puesto que sus tallos terminales son normalmente huecos y septados (con separaciones) lo que les permite a las hormigas habitarlas por dentro, y además las plantas también producen cuerpos müllerianos, que son pequeños cuerpos alimenticios ricos en glicógeno de los cuales las hormigas se alimentan. A cambio, las hormigas protegen a Cecropia de lianas o bejucos, otorgando un gran éxito como planta pionera.
Ant Plants: Cecropia – Azteca Symbiosis (www.youtube.com)
Marcgravia y murciélagos
Hace pocos años se ha descubierto que una planta de Cuba polinizada por murciélagos ha evolucionado dando pie a hojas modificadas que actúan como antena parabólica para la ecolocalización (radar) de los murciélagos. Es decir, su forma facilita que los murciélagos la localicen rápidamente lo que les permite recolectar néctar de manera más eficaz y a las plantas ser polinizadas con mayor éxito, ya que los murciélagos se desplazan rápidamente visitando cientos de flores cada noche para alimentarse.
En general, vemos que la vida de las plantas depende mucho de la vida de los animales, ya que estos están conectados de una forma u otra. Toda estas interacciones que hemos presentado forman parte de un conjunto aún mayor que hacen de la vida una más compleja y peculiar, en la que la vida de uno no se explica sin la vida del otro. Por este motivo, podemos decir que la vida de algunos animales y algunas plantas se asemeja a un matrimonio.
REFERENCIAS
Apuntes obtenidos en diversas asignaturas durante la realización del Grado de Biología Ambiental (Universidad Autónoma de Barcelona) y el Máster de Biodiversidad (Universidad de Barcelona).
Bascompte, J. & Jordano, P. (2013) Mutualistic Networks (Chapter 1. Biodiversity and Plant-Animal Coevolution). Princeton University Press, pp 224.
Dansereau, P. (1957): Biogeography: an Ecological Perspective. The Ronald Press, New York., pp. 394.
Fenner M. & Thompson K. (2005). The Ecology of seeds. Cambridge: Cambridge University Press, 2005. pp. 250.
Font Quer, P. (1953): Diccionario de Botánica. Editorial Labor, Barcelona.
Izco, J., Barreno, E., Brugués, M., Costa, M., Devesa, J. A., Fernández, F., Gallardo, T., Llimona, X., Parada, C., Talavera, S. & Valdés, B. (2004) Botánica ªEdición. McGraw-Hill, pp. 906.
Murray D. R. (2012). Seed dispersal. Academy Press. 322 pp.
Tiffney B. (2004). Vertebrate dispersal of seed plants through time. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics. 35:1-29.
Willis, K.J. & McElwain, J.C. (2014) The Evolution of Plants (second edition). Oxford University Press, pp. 424.
¿Alguien ha visto una flor de higuera? Seguramente por mucho que busquéis no la encontrareis; de hecho, ni el propio Linneo, el gran botánico sueco, pudo descubrir el enigma de las flores de la higuera y cuando describió la especie y le puso nombre (Ficus carica L.), señaló que era una especie sin flores! ¿Pero entonces como se reproduce y forma su delicioso fruto de verano; el higo?
Las flores de la higuera, de hecho, no se pueden ver ya que crecen escondidas dentro del receptáculo que las soporta, el higo. Han desarrollado una relación de mutualismo tan estrecha con sus polinizadores que no necesitan florecer externamente ofreciendo recompensas azucaradas. De hecho, cada una de las especies del género Ficus (contiene unas 750, de la familia Moraceae) es polinizada por una especie única de avispa (familia Agaonidae; Blastophaga psenes para la higuera mediterránea) de la cual depende para su reproducción. Es un caso extremadamente complejo de coevolución entre una planta y su insecto polinizador en el que ninguna de las dos especies podría sobrevivir sin la otra.
El mecanismo de polinización funciona como un engranaje perfecto. Las avispas femeninas son las primeras en visitar el higo, donde llegan atraídas por un olor que desprenden cuando las flores femeninas están maduras. Las avispas femeninas poseen unas adaptaciones especiales para poder penetrar en el higo y conseguir su objetivo final: poner los huevos en su interior. Tienen unos dientes invertidos en las mandíbulas y ganchos en las patas para poder avanzar dentro del fruto. Sin embargo, sólo tienen una oportunidad para depositar los huevos ya que la mayoría de avispas pierden las alas y antenas una vez entran en el higo y por lo tanto ya no pueden buscar otra. Una vez eclosionan los huevos, las larvas de avispa se alimentan del contenido del higo. Las larvas de avispas masculinas son las primeras en completar su desarrollo, y una vez alcanzada la madurez sexual buscan las avispas femeninas, las fertilizan y mueren. Las avispas femeninas no salen del higo hasta al cabo de unos días, coincidiendo con la maduración de las flores masculinas y favoreciendo así que salgan del higo cargadas de polen. Estas avispas fecundadas y llenas de polen son las que volverán a buscar otro higo donde dejar el polen y poner los huevos. Así el ciclo vuelve a empezar de nuevo.
Realmente el higo es una infrutescencia llamado sicono (conjunto de frutos que actúan como una sola estructura para favorecer su dispersión) con una morfología muy especial. El sicono es un tipo de receptáculo en forma de pera, engrosado y carnoso con una pequeña abertura, el ostíolo, que permite la entrada de los insectos polinizadores. Tanto las flores femeninas como las flores masculinas (la higuera es una especie monoica) se encuentran juntas dentro del sicono, envueltas por hipsofilas (los filamentos blancos que encontramos dentro del higo) pero cada una madura en un momento diferente para evitar la autopolinización. Una vez fecundadas las flores, los frutos también se originan dentro de la misma estructura, por eso en este caso flor y fruto se confunden.
Higo con su ostíolo, agujero por dónde entran las avispas (Foto: barresfotonatura)
¿DE DÓNDE SON LAS HIGUERAS?
¿Quién lo diría que un árbol tan común en nuestro país puede llegar a tener un mecanismo tan complejo para fructificar? De hecho la higuera es un árbol originario de Asia pero ya fue naturalizado en el Mediterráneo en la prehistoria, ya que hay evidencias de su consumo y cultivo desde el Neolítico. La higuera se considera como una de las primeras plantas que fue cultivada por la humanidad. En primavera producen higos no fecundados (brevas), aumentando su producción con dos cosechas por año.
La gran mayoría de especies de Ficus son de clima tropical, aquí han llegado algunas especies sobre todo por su interés en jardinería. El porte espectacular de estos árboles, que pueden llegar a los 30 metros de altura, junto con su capacidad de desarrollar raíces aéreas que acaban llegando al suelo y actúan como contrafuerte para sujetar el peso de la copa de estos gigantes hacen que se hayan plantado en muchas ciudades y se hayan convertido en elementos singulares de nuestro paisaje urbano (como el del Parque Genovés, en Cádiz) o el magnífico ejemplar de Ficus rubiginosa que se encuentra en el Jardín Botánico de Barcelona.
Higuera ornamental del Parque Genovés de Cádiz (Foto: barresfotonatura)Ficus socotrana con sus raíces aéreas en Etiopia (Foto: barresfotonatura)
REFERENCIAS
Byng W (2014). The Flowering Plants Handbook: A practical guide to families and genera of the world. Plant Gateway Ltd., Hertford, UK.
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Desde hace unos cuantos años hemos oído hablar del cambio climático. Hoy en día ya es una evidencia y también una preocupación. No solo nos afecta a nosotros, a los humanos, sino también a toda la vida. Se ha hablado bastante del calentamiento global, pero quizá no se haya hecho tanta transmisión de lo que sucede con la vegetación. Son muchas cosas las que se ven afectadas por el cambio climático y la vegetación también es una de ellas. Además, los cambios producidos en esta también nos afectan a nosotros. Pero, ¿cuáles son estos cambios?, ¿cómo los puede regular la vegetación? Y, ¿cómo podemos ayudar a mitigarlos a través de esta?
CAMBIOS EN LA VEGETACIÓN
Distribución de los biomas
En general, debido al cambio climático se espera un incremento de las precipitaciones en algunas partes del planeta, mientras que en otras se espera un descenso. También se denota un incremento global de la temperatura. Esto conlleva a un desplazamiento en la localización de los biomas, las grandes unidades de vegetación (por ejemplo: selvas, bosques tropicales, tundras, etc.).
Triangulo de los biomas según altitud, latitud y humedad (Imagen de Peter Halasaz).
Por otro lado, existe una tendencia al aumento de la distribución de especies en los rangos septentrionales (altas latitudes) y un detrimento en regiones meridionales (baja latitud). Esto conlleva graves problemas asociados; el cambio en la distribución de las especies afecta a su conservación y a su diversidad genética. En consecuencia, las poblaciones situadas en los márgenes meridionales, que han estado consideradas muy importantes para la conservación a largo plazo de la diversidad genética y por su potencial evolutivo, se ven en peligro por esta perdida. Y, en cambio, los rangos septentrionales se verían afectados por la llegada de otras especies competidoras que podrían desplazar a las ya presentes, siendo pues invasoras.
Distribución de las especies
Dentro del escenario del cambio climático, las especies tienen una cierta capacidad para reajustar su distribución y para adaptarse a este.
Pero, ¿qué tipo de especies podrían estar respondiendo más rápidamente a este cambio? Se deduce que aquellas con un ciclo de vida más rápido y una capacidad de dispersión mayor serán las que muestren mayor adaptación y respondan mejor. Esto podría conllevar a una pérdida de las plantas con ritmos más lentos.
La cardota (Galactites tomentosa) una planta de ciclo rápido y con gran dispersión (Imagen de Ghislain118).
Un factor que facilita el reajuste en la distribución es la presencia de corredores naturales: estos son partes del territorio geográfico que permiten la conectividad y desplazamiento de especies de un lado a otro. Son importantes para evitar que estas queden aisladas y puedan desplazarse hacia nuevas regiones.
Otro factor es el gradiente altitudinal, el cual proporciona muchos refugios para las especies, facilita la presencia de corredores y permite la redistribución de las especies en altitud. Por lo tanto, en aquellos territorios dónde haya mayor rango altitudinal se verá favorecida la conservación.
En resumen, la capacidad de las especies para hacer frente al cambio climático depende de las características propias de la especie y de las del territorio. Y, por el contrario, la vulnerabilidad de las especies al cambio climático se produce cuando la velocidad que estas presentan para poder desplazar su distribución o adaptarse es menor a la velocidad del cambio climático.
A nivel interno
El cambio climático también afecta a la planta como organismo, ya que le produce cambios en su metabolismo y en su fenología (ritmos periódicos o estacionales de la planta).
Uno de los efectos que empujan a este cambio climático es el incremento de la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la atmosfera. Esto podría producir un fenómeno de fertilización de la vegetación. Con el aumento de CO2 en la atmosfera se incrementa también la captación de este por las plantas, aumentando así la fotosíntesis y permitiendo una mayor asimilación. Esto, pero, no son todo ventajas, porque para ello se produce una pérdida de agua importante, debido a que los estomas (estructuras que permiten el intercambio de gases y la transpiración) permanecen largo tiempo abiertos para incorporar este CO2. Por lo tanto, hay efectos contrapuestos y la fertilización dependerá de la planta en sí, como también del clima de ese lugar. Muchos estudios han demostrado que diversas plantas reaccionan diferente a este incremento del CO2, ya que el compuesto afecta a varios procesos fisiológicos y por lo tanto las respuestas no son únicas. Por lo tanto, nos encontramos con un factor que altera el metabolismo de las plantas y que no se puede predecir cómo serán sus efectos sobre ellas. Además, este efecto fertilizante está limitado por la cantidad de nutrientes presentes y sin ellos la producción se frena.
Por otro lado, no debemos olvidar que el cambio climático también altera el régimen estacional (las estaciones del año) y que esto afecta al ritmo de la vegetación, a su fenología. Esto puede tener repercusiones incluso a escala global; por ejemplo, podría producir un desajuste en la producción de plantas cultivadas para la alimentación.
PLANTAS COMO REGULADORAS DEL CLIMA
Aunque no se puede hablar de las plantas como reguladoras del clima global, está claro que hay una relación entre el clima y la vegetación. Sin embargo, esta relación es un tanto complicada porque la vegetación tiene tanto efectos de enfriamiento como de calentamiento del clima.
La vegetación disminuye el albedo; los colores oscuros absorben más la radiación solar y por lo tanto se refleja menos luz solar hacía el exterior. Además, al ser organismos de superficie rugosa se aumenta la absorción. En consecuencia, cuanta más vegetación, la temperatura local (calor transferido) aumenta más.
Pero, por otro lado, al aumentar la vegetación hay más evapotranspiración (conjunto de la evaporación de agua de una superficie y la transpiración a través de la plantas). De manera que el calor se gasta en pasar el agua líquida a gaseosa, lo que conlleva a un enfriamiento. Además, la evapotranspiración también ayuda aumentar las precipitaciones locales.
Por lo tanto es un efecto ambiguo y en determinados ambientes pesa más el efecto de enfriamiento, mientras que en otros tiene más relevancia el de calentamiento.
MITIGACIÓN
Hoy en día hay varias propuestas para reducir el cambio climático, pero ¿cómo pueden ayudar las plantas?
Las comunidades vegetales pueden actuar como sumideros, reservas de carbono, ya que a través de la asimilación de CO2 ayudan a compensar las emisiones. Un manejo adecuado de los ecosistemas agrarios y los bosques puede ayudar a la captación y almacenamiento del carbono. Por otro lado, si se lograra reducir la deforestación y aumentar la protección de hábitats naturales y bosques, se reducirían las emisiones y se estimularía este efecto sumidero. Aun así, existe el riesgo de que estos sumideros puedan convertirse en fuentes de emisión; por ejemplo, debido a incendios.
Finalmente, presentar los biocombustibles: estos, a diferencia de los combustibles fósiles (como el petróleo), son recursos renovables, ya que se trata de cultivos de plantas destinados al uso como combustibles. Aunque no logran retirar CO2 de la atmosfera ni reducen emisiones de carbono, evitan el incremento de este en la atmosfera. Por este motivo no llegaría a ser una medida del todo mitigadora, pero mantienen el balance de emisión y captación neutro. El problema es que pueden generar efectos colaterales a nivel social y ambiental, como el incremento de precios de otros cultivos o la deforestación para instaurar estos cultivos, cosa que no debería suceder.
Cultivo de caña de azucar (Saccharum officinarum) en Brasil para producir biocombustible (Imagen de Mariordo).
REFERENCIAS
Apuntes de Ciencias de la Biosfera, Análisis de la Vegetación y Fisiología Vegetal, Grado de Biología Ambiental, UAB.
Hample & R. J. Petit. 2005. Conserving biodiversity under climate change: the rear edge matters. Ecology letters 8 (5): 461-467.
Como siempre se ha dicho, las plantas no saben hablar, pero que no hablen no quiere decir que no se comuniquen entre ellas. Hace relativamente pocos años, durante el período 1930-40, se vio que las plantas también transmiten ciertos estímulos hacía otras. Pero, ¿qué tipo de comunicación hay entre ellas? ¿Cuáles son sus palabras y como las pronuncian? ¿Y que conlleva su interacción?
INTRODUCCIÓN
En 1937, Molisch introdujo el término de alelopatía haciendo referencia a las dos palabras del latín “Allelon” y “Pathos”, que quieren decir “de otro” y “sufrimiento” respectivamente. Pero el significado actual de esta palabra fue determinado por Rice en 1984. Ahora por alelopatía se entiende cualquier efecto que una planta transmite a otra de forma directa o indirecta a través de la producción de diferentes compuestos del metabolismo, ya sea causando un efecto positivo o negativo sobre la otra planta. Estos compuestos son los denominados aleloquímicos.
La planta libera los aleloquímicos al medio, pero no los dirige directamente a la zona de acción, por lo tanto se trata de un mecanismo pasivo. Para que la interacción alelopática sea efectiva se necesita que estas sustancias se distribuyan por el suelo o el aire y que lleguen a la otra planta. Una vez dentro de la planta receptora, ésta puede tener mecanismos de defensa y degradación de los compuestos, evitando el efecto, o por el contrario se producirá un efecto patológico.
La liberación de aleloquímicos puede ser por 4 vías principales:
Lixiviación: la parte aérea de la planta deja ir sustancias por lavado, por la lluvia, y éstas caen sobre otras plantas o en el suelo. Por lo tanto, puede ser de efecto directo o indirecto según si cae encima de otra planta o no, aunque en principio se considera indirecto.
Descomposición:se trata delos restos que la planta deja caer al suelo, donde se descomponen por efecto de los microorganismos, los cuales ayudan a la liberación de los compuestos. Pueden ser desde hojas hasta ramas o raíces. Las sustancias que ahí se encuentran pueden estar inactivadas hasta que entren en contacto con la humedad o con los microorganismos o bien pueden estar activas y ser luego inactivadas por la actividad de los microorganismos o quedar retenidas en el suelo. Es una vía indirecta y es por la cual se liberan más compuestos al medio.
Volatilización: las sustancias se liberan por los estomas (estructuras que permiten el intercambio de gases y la transpiración). Éstas son volátiles e hidrosolubles, por lo tanto se pueden absorber por los estomas de otras plantas o sino se disuelven en el medio. Comúnmente las plantas que utilizan estas vías son de climas temperados y cálidos. Se considera una vía directa.
Exudación radicular: son las sustancias que las plantas liberan por las raíces vivas de forma directa y se trata de compuestos de todo tipo. El sistema de exudación depende sobretodo del estado de las raíces, de su sistema radicular y de si se encuentran en crecimiento o no.
Las 4 vías principales de liberación de aleloquimicos: volatilización (V), lixiviación (L), descomposición (D) y exudación radicular (E). (Imagen adaptada de OpenClips)
FACTORES REGULADORES
Los factores que influencian en la liberación de aleloquímicos son normalmente abióticos, como la elevada radiación de luz, la falta de humedad, un pH inadecuado, la luz ultravioleta, la temperatura, la falta de nutrientes, la polución o la contaminación (incluidos los pesticidas). Cuanto más estrés provoquen estos factores a la planta, más aleloquímicos se liberarán de rutas metabólicas secundarias.
Esto es importante a nivel de investigación y farmacia: para la generación de aceites relevantes muchas plantas se cultivan en condiciones de estrés, ya que es gracias a la producción de estos metabólicos secundarios que logran sobrevivir.
Después actúan también factores bióticos, como los insectos, los herbívoros o la competencia con otras especies de plantas. Estos activan las defensas de la planta, la cual puede segregar sustancias amargas, que endurecen los tejidos, que son toxicas o que desprenden olores desagradables, etc.
Finalmente, cada planta tiene su propio genoma y esto hace que sintetice unas sustancias u otras. Aunque también vienen determinadas por la fenología (etapas de la vida) y por el desarrollo (si el tamaño del organismo es más grande, podrá liberar más).
MODO DE ACCIÓN
Los aleloquímicos son muy diversos y por lo tanto es difícil establecer un modelo general de acción; ya que depende del tipo de compuesto, de las plantas receptoras y de como actúa éste.
Cuando hablamos de actuación a nivel interno, los aleloquímicos pueden actuar sobre una gran cantidad de parámetros fisiológicos. Tienen acción sobre la membrana celular, alteran la actividad de diferentes encimas o de proteínas estructurales o alteran el balance hormonal. También pueden inhibir o reducir la respiración celular o la síntesis de clorofila, lo que genera una reducción en la vitalidad, el crecimiento y el desarrollo general de la planta. Además, estas sustancias también pueden reducir la germinación de semillas o el desarrollo de plántulas, o afectar a la división celular, a la germinación de polen, etc.
Por otro lado, a nivel externo, los aleloquímicos pueden estar relacionados con la liberación o limitación de nutrientes retenidos en el suelo. Otros actúan sobre microorganismos, lo que conlleva una afección sobre las relaciones simbióticas que estos establecen. Además, estas sustancias tienen una gran importancia sobre la sucesión de generaciones, ya que determinan ciertas tendencias de competencia y actúan en la ecología del hábitat. Aun así, se trata de una competencia sucesiva, ya que no se compite directamente por los recursos principales.
EJEMPLOS
Uno de los aleloquímicos más conocidos es la juglona, producida por el nogal negro americano (Juglans nigra). Éste, una vez se libera al suelo, puede inhibir mucho el crecimiento de otras plantas alrededor del nogal. Esto permite al organismo emisor disponer de más recursos, evitando la competencia.
Nogal negro americano (Juglans nigra) (Foto de Hans Braxmeier)
Un caso bien curioso es el de las acacias (Acacia). Estas plantas sintetizan un alcaloide toxico que migra a las hojas cuando el organismo es atacado por un herbívoro. La toxicidad de esta sustancia es elevada, ya que daña al contacto y también con la ingestión, llegando a ser mortal incluso para grandes herbívoros. Además, este alcaloide es volátil y se transfiere por el aire hacia otras acacias cercanas, funcionando como una alarma. Cuando las acacias cercanas reciben esta señal, segregan a sus hojas el componente toxico haciendo que se vuelvan más oscuras. Aun así, el efecto es temporal. Esto hace que animales como las jirafas se tengan que desplazar constantemente para comer unas pocas hojas de cada acacia, y siempre en dirección contraria al viento, para así evitar la toxicidad.
A. Aguilella & F. Puche. 2004. Diccionari de botànica. Col·leció Educació. Material. Universitat de València: pp. 500.
A. Macías, D. Marín, A. Oliveros-Bastidas, R.M. Varela, A.M. Simonet, C. Carrera & J.M.G. Molinillo. 2003. Alelopathy as a new strategy for sustainable ecosystems development. Biological Sciences in Space 17 (1).
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Apuntes de Fanerógamas, Fisiología Vegetal Aplicada y Análisis de la Vegetación, Grado de Biología Ambiental, UAB.
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