Arxiu de la categoria: ECOLOGIA VEGETAL

Plantes hiperacumuladores de metalls pesants

Durant milions d’anys l’evolució ha portat a les plantes a desenvolupar diferents estratègies per defensar-se contra els enemics naturals, donant lloc a una lluita d’armament evolutiva en la qual la supervivència d’uns i altres depèn de l’habilitat per fer front a les adaptacions dels altres. I és en aquest escenari on la acumulació de metalls pesants a alts nivells en les plantes juga un paper molt important.

 INTRODUCCIÓ

Segons Boyd (2012), la defensa de les plantes pot tractar-se sota diferents punts de vista:

  • mecànica: espines, cobertures rígides, etc.
  • química: diferents compostos inorgànics i orgànics.
  • visual: cripsis i mimetisme.
  • comportament: relacionat amb modificacions en la fenologia.
  • i associativa: simbiosis amb altres organismes, com és el cas del gènere Cecropia que estableix simbiosi amb les formigues del gènere Azteca, les qual protegeixen aquestes plantes – per saber-ne més: Plantes i animals també poden viure en matrimoni – .
espinas-karyn-christner-flickr
Defensa mecànica amb espines (Autor: Karyn Christner, Flickr, CC).

S’ha vist que la defensa química és ubiqua, i, per tant, moltes interaccions entre organismes s’explicarien sota aquest punt de vista. A més a més, algunes plantes contenen grans quantitats de certs elements químics, freqüentment metalls o components metàl·lics, que juguen un paper defensiu important, són les anomenades plantes hiperacumuladores.

Plantes hiperacumuladores i les seves característiques principals

Aquestes plantes pertanyen a diferents famílies, per tant la hiperacumulació és una adquisicuió independentment que ha sorgit distintes vegades durant l’evolució, però que en tots els casos genera l’habilitat per créixer en sòls metal·lífers i acumular altes quantitats extraordinàries de metalls pesants en els òrgans aeris, a diferència dels nivells trobats en la majoria d’espècies. Se sap que les concentracions d’aquests elements químics pot ser entre 100 – 1000 vegades majors que les presents en espècies no hiperacumuladores.

Generalment la química defineix els metalls pesants com aquells metalls de transició amb una massa atòmica superior a 20 i una densitat relativa al voltant de 5.  Però, sota un punt de vista biològic, els metalls pesants són aquells metalls o metal·loides que poden ser tòxics en baixes concentracions. Tot i així, les plantes hiperacumuladores aconsegueixen ser tolerants, hiperacumulen aquests metalls pesants sense patir efectes fitotòxics (toxicitat expressada en la planta).

En aquest sentit, hi ha tres característiques principals que defineixen les plantes hiperacumuladores:

  • Fort augment de la taxa d’absorció de metalls pesants.
  • Arrels que duen a terme la translocació més ràpidament.
  • Gran habilitat per detoxificar i segrestar metalls pesants a les fulles.

Per tant, les plantes hiperacumuladores estan ben preparades per a l’assimilació, translocació a fulles i segrest de grans quantitats de metalls pesants en vacuoles o parets cel·lulars. En part, això és degut a una sobrexpressió constitutiva dels gens que codifiquen per a transportadors en membrana.

Els valors llindars que permeten distingir una planta hiperacumuladora d’una altra que no ho és estan relacionats amb la fitotoxicitat especifica de cada metall pesant. Segons aquest criteri, les plantes hiperacumuladores són plantes que quan creixen en sòls naturals acumulen en les parts aèries (en grams de pes sec):

  • > 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-cu-candiru-flickr
Minuartia verna, hiperacumuladora de coure (Autor: Candiru, Flickr, CC).

L’APARICIÓ DE PLANTES HIPERACUMULADORES I LES SEVES IMPLICACIONS

Fins al moment s’ha plantejat diferents hipòtesis per explicar per què certes plantes han esdevingut hiperacumuladores de metalls pesants:

  • Tolerància i disposició de metalls.
  • Resistència a la sequera.
  • Interferència amb les plantes veïnes.
  • Defensa contra els enemics naturals.

La hipòtesis que rep més suport és l’anomenada “Elemental defence” (defensa per elements), que indica que certs metalls pesants poden tenir un rol defensiu en la planta contra els enemics naturals, com els herbívors i els patògens. Aquests organismes al consumir la planta presentarien efectes tòxics, els quals els portarien a la mort o a la reducció del consum d’aquesta planta en un futur. Tot i això, encara que els metalls pesants poden actuar a través de la seva toxicitat, això no garanteix que la planta no sigui danyada o atacada abans que l’enemic natural sigui afectat per aquests. En aquest sentit segueix essent necessari una defensa més efectiva que permeti evitar l’atac.

D’altra banda, d’acord amb una hipòtesi més moderna, “Joint effects” (efectes conjunts), els metalls pesants poden actuar juntament amb els compostos orgànics de defensa donant lloc a una major defensa global. Els avantatges dels elements inorgànics, incloent aquí als metalls pesants, és que no són sintetitzats per la planta, s’absorbeixen del sòl directament i per tant no hi ha tanta despesa energètica invertida en la defensa, i a més no poden ser biodegradats. Tot i així, alguns enemics especialistes poden quelar els metalls pesants, gracies als quelat (substàncies que s’uneixen a aquests metalls pesants per a reduir la seva toxicitat) o segrestar-los dins d’òrgans d’acumulació on es reduiria la seva activitat. Aquesta nova hipòtesi justificaria la presència simultània de diferents metalls pesants i compostos orgànics de defensa en la mateixa planta, amb la finalitat d’aconseguir una defensa major que afecti a més enemics naturals, els quals s’esperaria que no fossin capaços de tolerar els diferents elements tòxics.

Thlaspi caerulescens - Zn - Randi Hausken, Flickr.jpg
Thlaspi caerulescens, hiperacumuladora de zinc (Autor: Randi Hausken, Flickr, CC).

D’altra banda, s’ha vist que certs herbívors tenen habilitats per evitar alimentar-se de plantes amb alts nivells de metalls pesants fent el que s’anomena “taste for metals” (“tasta dels metalls”). Tot i saber que això succeeix, encara no es coneix el mecanisme exacte de tot aquest procés d’alerta i evitament.

Solanum nigrum - Cd- John Tann, Flickr.jpg
Solanum nigrum, hiperacumuladora de cadmi (Autor: John Tann, Flickr, CC).

A més a més, tot i les elevades concentracions de metalls pesants que assumeixen aquestes plantes, alguns herbívors aconsegueixen sobrepassar aquesta defensa essent tolerants, és a dir, la seva dieta permet ingerir altes dosis de metalls i per tant alimentar-se de la planta. Això porta a pensar que certs herbívors podrien esdevenir especialistes en alimentar-se d’aquestes plantes, i que, per tant, aquest tipus de defensa quedaria reduït als organismes amb dietes variades, els anomenats generalistes. Tot i així, s’ha vist que algunes vegades els herbívors generalistes presenten una preferència i tolerància superior per les plantes hiperacumuladores que no pas els especialistes.

Per tots aquests motius es pot dir que l’evolució continua jugant un paper molt important en aquesta lluita d’armaments.

Difusió-català

REFERÈNCIES

  • Boyd, R., Davis, M.A., Wall, M.A. & Balkwill K. (2002). Nickel defends the South African hyperaccumulator Senecio coronatus (Asteraceae) against Helix aspersa (Mollusca: Pulmonidae). Chemoecology 12, p. 91–97.
  • Boyd, R. (2007). The defense hypothesis of elemental hyperaccumulation: status, challenges and new directions. Plant soil 293, p. 153-176.
  • Boyd, R. (2012). Elemental Defenses of Plants by Metals. Nature Education Knowledge 3 (10), p. 57.
  • Laskowski, R. & Hopkin, S.P. (1996). Effect of Zn, Cu, Pb and Cd on Fitness in Snails (Helix aspersa). Ecotoxicology and environmentak safety 34, p. 59-69.
  • Marschner, P. (2012). Mineral Nutrition of Higher Plants (3). Chennai: Academic Press.
  • Noret, N., Meerts, P., Tolrà, R., Poschenrieder, C., Barceló, J. & Escarre, J. (2005). Palatability of Thlaspi caerulescens for snails: influence of zinc and glucosinolates. New Phytologist 165, p. 763-772.
  • Prasad, A.K.V.S.K. & Saradhi P.P. (1994).Effect of zinc on free radicals and proline in Brassica and Cajanus. Phytochemistry 39, p. 45-47.
  • Rascio, N. & Navari-Izzo, F. (2011). Heavy metal hyperaccumulating plants: How and why do they do it? And what makes them so interesting?. Plant Science 180 (2),p. 169-181.
  • 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.
  • Solanki, R. & Dhankhar, R. (2011). Biochemical changes and adaptive strategies of plants under heavy metal stress. Biologia 66 (2), p. 195-204.
  • Verbruggen, N., Hermans, C. & Schat, H. (2009). Molecular mechanisms of metal hyperaccumulation in plants. New Phytologist 181 (4), p. 759–776.
  • Wenzel, W.W. & Jockwer F. (1999). Accumulation of heavy metals in plants grown on mineralised soils of the Austrian Alps. Environmental pollution 104, p. 145-155.
Anuncis

Les illes com a laboratori de l’evolució

Les illes són laboratoris naturals on estudiar l’evolució en viu. Ja siguin d’origen volcànic o continental, el fet d’estar aïllades del continent pel mar fa que molts dels éssers vius que s’hi desenvolupen presentin adaptacions espectaculars, de vegades originant-se espècies gegants o nanes en comparació amb els seus congèneres continentals. En aquest article, descrivim quins són els mecanismes evolutius que expliquen aquest fenomen i posem alguns exemples ben sorprenents.

L’origen de les illes pot ser volcànic, que implica l’aparició de terres verges les quals que poden ser colonitzades per uns pocs individus i produir-se noves adaptacions a les noves condicions, o bé continental, que implica la separació del continent per processos tectònics, amb el que la fauna i flora abans connectada, s’aïlla i acaba diferenciant-se amb els pas de les generacions.

hawai_steve-juverston_flickr
Aspecte d’un con volcànic a Hawaii. Font: Steve Juverston, via Flickr.

MECANISMES EVOLUTIUS QUE ACTUEN EN ILLES

La generació de noves espècies provocada per l’aparició d’una barrera geogràfica, com pot ser l’aparició d’una serralada, canvis en el nivell del mar o creació de noves illes per moviments tectònics, s’anomena especiació al·lopàtrica i és el principal procés que actua en illes. Pot ser de dos tipus:

  1. Especiació vicariant: quan dues poblacions de la mateixa espècie són separades en el nostre cas per separació d’un tros de terra del continent. Un exemple d’aquest cas és l’illa de Madagascar, que quan es va separar del continent africà va deixar la biota de l’illa desconnectada de la del continent pel mar.
  1. Especiació peripàtrica: quan una petita població d’una espècie es separa de la població original per l’aparició d’una barrera geogràfica. És el cas de la colonització d’una terra verge com són les illes oceàniques. En aquest cas, els individus que colonitzen el nou ambient poden no representar l’espècie ancestral i amb el pas del temps i l’aïllament reproductiu, originar-se una espècie nova pel que s’anomena efecte fundador.

El gran naturalista britànic i creador de la teoria de l’evolució, Charles Darwin, va inspirar-se en les seves troballes a l’arxipèlag d’origen volcànic de les illes Galàpagos, per desenvolupar la seva gran teoria, paradigma de la ciència actual.

Les illes oceàniques es formen per explosió de volcans submarins o moviments de la dorsal oceànica. Degut a l’activitat volcànica, es formen conjunts d’arxipèlags, on cada illa té una història pròpia, amb un clima, relleu i geologia diferenciat. Això crea un escenari perfecte per observar com funciona l’evolució, ja que cada població que arriba a una nova illa es veu afectada per pressions ecològiques diferents i potser mai més entrarà en contacte amb les poblacions d’altres illes, formant-se espècies úniques, endèmiques de cada illa. Molts naturalistes i científics han estudiat l’evolució en viu en arxipèlags d’aquestes característiques, com les illes de Hawaii, Seychelles, Illes Mascarenyes, arxipèlag de Juan Fernández o les nostres Illes Canàries. Una de les últimes illes aparegudes a l’oceà Atlàntic és l’illa de Suerty que es va formar l’any 1963 30 km al sud d’Islàndia i des de llavors l’arribada de vida hi ha estat documentada i estudiada per comprendre una mica més els mecanismes ecològics i evolutius que hi actuen.

surtsey_eruption_1963_wikimedia
Illa de Suerty en erupció, al Sud d’Islàndia. Font: Wikimedia

ADAPTACIONS EN ILLES: GIGANTISME I LLENYOSITAT

Moltes vegades, les illes oceàniques, al ser verges, no tenen depredadors i això desencadena l’aparició d’adaptacions ben curioses. Un dels processos més sorprenents és el gigantisme, en animals o adquisició de condició llenyosa, en plantes.

L’adquisició de llenyositat en illes per part de plantes herbàcies al continent ha estat força documentat en diverses famílies i arxipèlags d’arreu del món. La causa d’aquest fenomen seria l’absència d’herbívors i competidors en illes, que permetria un desenvolupament major en alçada en la busca de llum.

Per exemple, a Hawaii trobem l’exemple de l’aliança de les espases platejades de Hawaii. Compren 28 espècies en tres gèneres (Argyroxiphium, Dubautia i Wilkesia), tots membres llenyosos de la família dels gira-sols o Asteraceae. Els seus parents més propers són herbes perennes de Nord Amèrica.

hawai
Aspecte d’una espasa platejada del gènere Argyroxiphium (esquerra) i els seus parents més proers al continent (dreta), del gènere Raillardella. Font: Wikimedia.

A les Illes Canàries trobem molts exemples d’aquest fenomen. El gènere Echium de la família de les borratges o Boraginaceae, conté unes 60 espècies, de les quals 27 es troben a diferents arxipèlags d’origen volcànic de la Macaronèsia (Canàries, Madeira i Cap Verd). Gairebé tots els membres d’aquest gènere que trobem a la Macaronesia són arbusts, que formen una inflorescència que pot arribar fins als 3 m d’alçada i són el símbol del Parc Natural del Teide (els coneguts tajinastes), mentre que els seus parents més propers, euroasiàtics, són herbes, com per exemple la llengua de bou (Echium vulgare).

echium
Aspecte d’un tajinaste vermell (esquerra) a Tenerife i els seu parent continental (Echium vulgare) a la dreta. Font: Wikimedia.

També a la Macaronèsia, trobem un un altre exemple dins la família de les Euphorbiaceae o lleterasses. És el cas de les espècies Euphorbia mellifera, endèmica de Canàries i Madeira i E. stygiana, endèmica de Azores. Es tracta d’arbres en perill d’extinció o críticament amenaçats, segons la IUCN, que poden arribar a fer fins a 15 m d’alçada i que formen part de la vegetació de laurisilva, el bosc subtropical humit típic macaronèsic. Els seus ancestres més propers són plantes herbàcies del Mediterrani.

euphorbia
Euphorbia mellifera a Maderia (esquerra) i un dels seus parents més propers herbàcies del Mediterrani (dreta, E. palustris). Font: esquerra Laia Barres González i dreta Wikimedia.

Dins el regne dels animals, també trobem adaptacions peculiars en illes Els animals herbívors que habiten illes no solen tenir grans depredadors ni competidors i això facilita que apareguin espècies de dimensions més grans que al continent, on la presència de grans carnívors evitaria l’aparició d’aquest tipus de característiques per la incompatibilitat amb amagar-se o fugir de la presa.

Un dels exemples més famosos de gigantisme insular és el cas de les tortugues gegants de les Galàpagos (complex Chelonoidis nigra), que engloba unes 10 espècies diferents, moltes endèmiques de una única illa de l’arxipèlag. Són les tortugues més grans i longeves del món. Poden arribar als 2 m de llarg i als 450 kg de pes i poden viure més de 100 anys.

galapagos_geochelone_nigra_porteri_wikipedia
Tortuga gegant de les Galàpagos. Font: Wikipedia.

D’entre els rèptils, també hi ha el cas dels llangardaixos gegants del gènere Gallotia de les Illes Canàries. Són diverses espècies endèmiques de cada una de les illes: G. auaritae de La Palma, que es creia extinta fins el descobriment de diversos individus l’any 2007, G. bravoana de La Gomera, G. intermedia de Tenerife, G. simonyi d’El Hierro i G. stehlini de Gran Canaria, d’entre d’altres. D’entre els llangardaixos gegants de les Canàries hi ha l’extint Gallotia goliath, que podia arribar fins a 1 m de llarg i del qual actualment es pensa que s’inclou dins la circumscripció de G. simony.

gran-canaria-gallotia-stehlini_flickr_el-coleccionista-de-instantes-fotografia-video
Gallotia stehlini de Gran Canaria. Font: El coleccionista de instantes Fotografía & Vídeo via Flickr.

Un altre exemple el trobem a l’illa de Flores, a Indonèsia, on existeix una espècie de rata gegant (Papagomys armandvillei) que arriba a fer el doble que una rata comú. Curiosament, en aquesta illa es van trobar fòssils d’un homínid que va experimentar el procés contrari, ja que es tractava de primats enans, en comparació amb les mides actuals del ser humà. Es tracta de l’Homo floresiensis, que només feia 1 m d’alçada i pesava 25 kg. Es va extingir fa uns 50000 anys i va conviure amb l’Homo sapiens.

giant-rat_pinterest
Rata gegant (Papagomys armandvillei) de l’illa de Flores. Font: Wikimedia.

El nanisme és un altre dels processos evolutius que es poden donar en illes. Provocat per l’absència de recursos en algunes illes, en comparació al continent d’on provenen les poblacions originals.

Malauradament, les illes, per albergar una biota tan peculiar i exclusiva, són també testimonis de molts casos de sobreexplotació i extinció d’espècies. La biologia de la conservació en illes ens ajuda a entendre i conservar aquest patrimoni natural tan ric i únic.

Laia-català

REFERÈNCIES

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.

Les epífites, les plantes que no necessiten sòl

Sovint es diu que les plantes epífites viuen de l’aire i realment sembla així, ja que són plantes que no necessiten gairebé sòl per desenvolupar-se, aprofiten troncs per créixer i enfilar-se en busca de la font d’energia més buscada als boscos tropicals: el sol. En aquest article descrivim les adaptacions de les epífites i els grups més comuns i espectaculars d’aquestes plantes increïbles.

Adaptacions de les epífites

Les plantes epífites són aquelles que viuen sobre una altra planta sense parasitar-la, sense afectar negativament cap dels seus òrgans o funcions. Les epífites aprofiten l’estructura d’altres plantes com a suport físic, per créixer cap al dosser dels boscos ombrejats, aprofitant els troncs i branques d’arbres més vells per arribar a més alçada i captar la llum del sol. Les epífites mai toquen el terra, estan adaptades a viure de l’aire!

cactaceae-bromeliaceae-epifites-min
Espècies de Cactaceae, Bromeliaceae i falgueres epífites creixent al llarg del tronc en un bosc del Brasil. Font: Barres Fotonatura.

Són plantes que presenten adaptacions sorprenents a aquest hàbit de vida, com:

  • La capacitat de captar l’aigua i els nutrients de l’aire, la pluja i de la petita quantitat de sòl o restes orgànics que poden quedar-se presos al tronc dels arbres on arrelen.
  • Les arrels que desenvolupen no tenen la funció de captar nutrients sinó la de subjectar-se.
  • Freqüentment, desenvolupen estructures per tal d’acumular la humitat.

Tot i que les epífites depenen del seu hoste per aconseguir els seus nutrients i no tenen l’objectiu de parasitar-lo, de vegades creixen tant que acaben sobrecarregant-lo i matant el seu suport. Aquest és el cas d’alguns Ficus (Moraceae), anomenats “estranguladors”, que desenvolupen les seves arrels aèries al voltant d’altres troncs fins a no deixar-lo créixer més.

375px-strangler_fig_inside-min
Estructura que deixen les arrels d’un Ficus estrangulador quan el seu hoste mor. Font: Wikipedia.com.

Gràcies a la contribució de les epífites podem dir que el bosc tropical humit està organitzat en un gradient vertical al llarg dels troncs dels arbres, on trobem la diversitat d’organismes organitzada segons la distància al sòl. Les epífites són responsables en gran part de la biodiversitat extremament rica que fa que els boscos humits tropicals siguin un dels ecosistemes més complexes de la Terra. A més de proporcionar diferents estrats de vegetació en alçada, les epífites proporcionen refugi i nutrients a diverses espècies d’insectes i amfibis, que aprofiten l’aigua acumulada en les seves fulles o l’aixopluc que generen al mig del tronc per fer-hi niu.

Les plantes epífites es troben majoritàriament en boscos tropicals humits, on s’han registrat arbres amb dotzenes d’epífites a sobre. Tot i així, en climes temperats o fins i tot deserts, també trobem espècies epífites tolerants a la sequera.

Diversitat d’epífites

Al voltant de 25000 espècies tenen actualment aquesta forma de vida. Les epífites més conegudes i comuns són les famílies Bromeliaceae, Orchidaceae i el grup de les falgueres. L’epifitisme ha aparegut diverses vegades al llarg de l’evolució i en trobem exemples en d’altres famílies d’espermatòfits (plantes amb tronc i llavor) tropicals com són les Ericaceae, Gesneriaceae, Melastomataceae, Moraceae i Piperaceae i en plantes sense llavor (líquens, molses i hepàtiques) en climes temperats.

Orquídies

La família de les orquídies és on trobem més espècies d’epífites, amb més de 20 gèneres tropicals exclusivament epífits, d’entre els quals destaca pel nombre d’espècies els gèneres Bulbophyllum (1800) i Dendrobium (1200). El gènere d’orquídies epífites Phalaenopsis (60 espècies) és cultivada arreu per la seva bellesa. De fet, moltes plantes usades en jardineria d’interior són epífites pels pocs requeriments en nutrients i aigua.

imagen3-min
Diverses orquídees epífites del gènere Epidendrum. Font: Barres Fotonatura.

Però d’entre les orquídies, en volíem destacar una altra coneguda per motius ben diferents: la Vainilla (Vanilla planifolia), originària de Mèxic i Amèrica central, on es consumia barrejada amb el cacau. Es va importar a l’Illa de Reunió i Madagascar (actualment, primers productors mundials) pels espanyols quan van descobrir el seu aroma. Els cultius de vainilla imiten la seva forma natural de créixer, sobre els arbres, i no planten la vainilla al terra, sinó sobre troncs.

vainilla-cultiu-pixabay-com-min
Cultiu de Vainilla. Font: pixabay.com.

La part que es consumeix de la vainilla és el fruit encara immadur, que passa per un procés de curació.

Les orquídies tenen un dels sistemes de pol·linització més complexes de tot el món vegetal, amb diversos casos de coevolució monoespecífica lligada a insectes o colibrís. La vainilla no en deixa de ser un exemple, ja que és pol·linitzada per abelles i colibrís natius de Mèxic, així que la pol·linització no es dona de forma natural en les àrees de cultiu i s’ha de fer a mà. Normalment dones i nens encara practiquen aquesta tècnica artesanal de pol·linitzar cada una de les flors de vainilla per obtenir-ne el fruit tan preuat. De fet, al pes, és el cultiu més car del món i no és per menys!

vainilla-flor_wikipedia-min
Flor de Vainilla planifolia. Font: Wikipedia.com.

Bromèlies

Les Bromeliàcies o clavells de l’aire inclouen més de 3000 espècies neotropicals, la majoria d’elles de forma epífita. Els gèneres més rics en espècies són Tillandsia (450), Pitcairnia (250), Vriesia (200), Aechmea (150) i Puya (150). Les fulles de les bromèlies creixen en roseta i tenen una forma imbrincada, característica que facilita l’acumulació d’aigua dins aquesta estructura. El cultiu de bromèlies s’ha arribat a prohibir al Brasil (on en són natives un 43% d’espècies d’aquesta família) per desconeixement, ja que es pensava que aquesta aigua afavoria la reproducció del mosquit Aedes aegypt, transmissor dels virus de la zika, chikungunya i dengue. Quan en realitat les bromèlies tenen compostos secundaris que precisament eviten la proliferació d’ous i larves d’aquest mosquit alhora que l’aigua que queda presa a l’interior de les fulles crea un microhàbitat que acumula nutrients que alimenten altres insectes, amfibis i ocells natius que ajuden a combatre’l.

bromelia-aigua-otavio-nogueiraccommons-min
Aigua acumulada a l’interior d’una Bromèlia. Font: Otavio Nogueira Creative Commons.

Les seves flors tenen colors molt vius i són acompanyades per bràctees també ben vistoses per atreure l’atenció dels pol·linitzadors, principalment colibrís i rat-penats. Moltes bromèlies s’usen molt com a plantes ornamentals, especialment del gènere Tillandsia i Guzmania.

tillandsia-sp-min
Bromèlies del gènere Tillandsia. Font: Barres Fotonatura.

Epífites de climes temperats

D’entre les falgueres epífites, una de les més conegudes és la banya de cèrvol (Platycerium bifurcatum), molt usada com a planta ornamental. La banya de cérvol és nativa d’Austràlia però es troba en totes les àrees humides tropicals pel seu ús en horticultura. Desenvolupa dues formes de fulla: la primera té forma de ronyó i no produeix espores, la seva funció és adherir-se al tronc. Aquestes fulles amb el temps adquireixen una coloració marró i formen una base des d’on creixen es altres tipus de fulles, que són fèrtils i per tant produeixen espores. Són llargues i bifurcades i poden créixer fins a 90 cm de llargària. Les espores d’aquesta falguera són produïdes a l’àpex de les fulles fèrtils, que adquireixen una aparença vellutada.

platycerium-bifurcatum-min
Aparença dels dos tipus de fulla de la banya de cérvol. Fonnt: Barres Fotonatura.

A boscos temperats, les epífites més comuns són líquens. D’entre els líquens, destaquem el gènere Usnea o barba de caputxí. És un gènere de líquens cosmopolita que creix sobre coníferes i arbres caducifolis. Aquests líquens de coloració grisenca, creixen en forma de cortines que pengen dels arbres. Curiosament, hi ha una espècie de bromèlia epífita que recorda molt a les Usnea per aquesta particular forma de créixer. El seu nom és molsa espanyola (Tillandsia usneoides) però no és ni una molsa ni un liquen, sinó una bromèlia també d’hàbit epífit, de fulles molt petites que van creixent de forma encadenada cap al terra. Tampoc es troba a Espanya, sinó que viu al continent americà.

imagen2-min
Creixement en forma de barbes o cortines del líquen Usnea articulata (esquerra) i la Bromèlia Tillandsia usneoides (dreta). Font: Barres Fotonatura.

Les plantes epífites encara són poc conegudes perquè les tècniques d’escalada sobretot al mig del bosc humit tropical, fa poc temps que s’han desenvolupat i el seu estudi és més aviat recent comparat per exemple amb les plantes carnívores o paràsites. Encara n’hi ha moltes per descobrir!

REFERÈNCIES

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.

http://www.kew.org/science-conservation/plants-fungi/vanilla-planifolia-vanilla

https://www.anbg.gov.au/gnp/interns-2004/platycerium-bifurcatum.html

Laia-català

Els ancians dels oceans

T’has preguntat alguna vegada quins són els organismes més longeus dels mars i oceans de la Terra? Les tortugues marines són ben coneguts per tenir una vida llarga. Però, quin és l’organisme més ancià de l’oceà (i el planeta)?

BALENA DE GROENLÀNDIA

Les balenes de Groenlàndia (Balaena mysticetus), també anomenades balenes franques àrtiques, viuen la major part de l’any associades amb el gel marí a l’oceà Àrtic. Aquests mamífers marins es troben entre els animals més grans de la Terra, amb un pes de fins a 75-100 tones i amb una longitud de 14-17 m en els mascles i de 16-18 m en les femelles.

Bowhead whale (Balaena mysticetus) (Picture: WWF).
Balena de Groenlàndia (Balaena mysticetus) (Foto: WWF).

Fa més de 20 anys, al 1993, es va descobrir per casualitat que les balenes de Groenlàndia tenen una vida més llarga de la que es pensava. La seva esperança de vida es considerava que era d’uns 50 anys, però el descobriment inesperat va permetre saber que viuen més de 100 anys. De fet, se sap que algunes han viscut durant uns 200 anys.

Quin va ser aquest descobriment fortuït? Un esquimal d’Alaska va caçar un individu amb la punta d’un arpó a l’interior del seu greix. Aquest arpó va ser creat amb una tècnica que no s’utilitzava des de feia 100 anys.

Es troben entre els mamífers que arriben a més edat, fins i tot entre altres balenes. L’explicació a aquest fet es troba a l’extrem fred del seu hàbitat: han d’invertir tanta energia en el manteniment de la temperatura del cos que el seu primer embaràs és en general als 26 anys i, per tant, tenen una esperança de vida llarga.

* * *

Discover_Scuba_Diving_--_St._Croix,_US_Virgin_Islands

Si ets bussejador/a, t’importaria respondre a aquesta breu enquesta per saber si t’agrada saber el que estàs veient mentre busseges i com ho fas per saber-ho? Són només 2 minuts. Pots fer clic a la imatge o accedir-hi amb aquest enllaç. Moltes gràcies!

* * *

TORTUGUES MARINES

A la famosa pel·lícula de Disney Buscant en Nemo, Marlin, el pare de Nemo, coneix a Crush, una tortuga marina de 150 anys d’edat. No obstant això, és cert que visquin tant?

Vols descobrir la increïble vida de les tortugues marines? Vols saber per què les tortugues marines estan amenaçades?

Sea turtles have long lives, but their age is unknown (Picture: Key West Aquarium).
Les tortugues marines tenen vides llargues, però la seva edat és desconeguda (Foto: Key West Aquarium).

És ben conegut que les tortugues marines tenen una llarga vida, però les seves edats són poc conegudes. S’ha confirmat que les línies de creixement en alguns ossos de tortuga són anuals, però a causa de que creixen a diferents velocitats depenent de l’edat, això no pot ser utilitzat per estimar la seva edat.

No obstant això, els científics creuen que aquests impressionants rèptils poden viure molt de temps, com les balenes. Les tortugues que sobreviuen a les primeres etapes de la vida poden esperar viure almenys 50 anys. A més, l’envelliment biològic està gairebé suspès en aquests animals.

Tot i desconèixer l’edat de la tortuga marina més anciana en estat salvatge, una tortuga en captivitat a la Xina es diu que té uns 400 anys d’edat.

L’ANIMAL MÉS ANTIC CONEGUT

Els coralls negres són els animals més antics coneguts a la Terra. No obstant això, no són els organismes més antics del planeta.

Leiopathes sp. is a genus of black corals that can live several millenniums (Picture: CBS News).
Leiopathes sp. és un gènere de coralls negres que poden viure varis mil·lenis  (Foto: CBS News).

Aquests coralls d’esquelet carbó fosc creixen molt menys d’un mil·límetre per any, com el corall vermell de la Mediterrània. Malgrat el seu nom, en general mostren colors grocs, vermells, marrons i verds. Encara que es consideren corals d’aigües profundes, es troben per tot el món i en totes les profunditats.

Una investigació de 2009 va demostrar que un corall negre de Hawaii inclòs en l’espècie Leiopathes glaberrima havia estat vivint i creixent des de la construcció de les piràmides d’Egipte; fa 4.600 anys.

Igual que les tortugues marines, en el cas que un individu sobrevisqui al primer segle d’edat, és molt probable que visqui un mil·lenni o més.

LA MEDUSA IMMORTAL

És un fet de la vida que tots els éssers vius moren; a excepció de Turritopsis nutricula, la medusa immortal. Aquesta petita (4,5 mm) medusa en forma de campana és immortal a causa del fet que posseeix la capacitat de “invertir la seva edat”.

The immortal jellyfish, Turritopsis nutricula (Picture: Bored Panda).
La medusa immortal, Turritopsis nutricula (Foto: Bored Panda).

Aquesta espècie comença la seva vida essent una massa de pòlips que creixen al fons del mar, que en algun moment produeixen meduses que desenvolupen gònades per crear la següent generació de pòlips, i després moren. Això no té res especial en comparació amb altres meduses. Més informació sobre aquests bells animals aquí.

Aquesta espècie de cnidari, sota la presència d’un factor d’estrès o lesió, transforma totes les seves cèl·lules en formes larvals, és a dir, que canvia d’adult a larva. Llavors, cada larva pot transformar-se en un nou adult. Aquest procés és anomenat transdiferenciació. De tota manera, els científics saben poc sobre aquest procés en animals salvatges.

Transdifferentiation in Turritopsis nutricula (Picture: Bored Panda).
Transdiferenciació en Turritopsis nutricula: (A) Una medusa ferida s’enfonsa cap el fons de l’oceà, (B) el seu cos es replega sobre sí mateix i es reabsorveix, (C) es forma un pólip i (D) el nou pólip forma una mesua (Foto: Bored Panda).

L’ORGANISME MÉS VELL DE LA TERRA

L’organisme més antic de la Terra no és ni un animal, ni una alga ni un microorganisme. L’organisme més ancià del planeta és una planta. En concret, una planta marina coneguda com a Posidonia oceanica. Vols saber la raó per la qual els ecosistemes de Posidonia es consideren les selves marines?

pradera posidonia oceanica
Praderia de Posidonia oceanica (Foto: SINC).

Investigadors espanyols van descobrir que a Formentera hi ha un clon de Posidonia de 100.000 anys d’edat. Això vol dir que aquest és l’organisme més longeu de la biosfera.

La clau per entendre la seva edat és el creixement clonal: es basa en la divisió constant de cèl·lules col·locades en els meristemes i en l’extremadament lent creixement de la seva tija (rizomes).

* * *

Recorda que em pots ajudar contestant a l’enquesta sobre els teus gustos a l’hora de bussejar tot accedint a aquest enllaç. Moltes gràcies!

* * *

REFERÈNCIES

  • 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
  • NOAA: Black corals of Hawaii
  • Palumbi, S.R & Palumbi, A.R (2014). The extreme life of the sea. Princepton University Press
  • Reference: The oldest sea turtle
  • 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
  • WWF: How long do sea turtles live? And other sea turtle facts
  • Foto de portada: Takashi Murai (Bored Panda)

Difusió-català

Els biomes del Brasil més desconeguts

El Brasil és un dels països més ric en biodiversitat del món. Dins el Brasil, la selva amazònica,  coneguda com el pulmó del món, és sovint reconeguda com la regió amb més diversitat d’éssers vius del món. És realment així? El Brasil amaga molts més biomes tant o més rics que la selva humida tropical, molt més desconeguts i amb un alt grau d’explotació que amenaça la seva conservació. En aquest post explicarem les característiques dels sis biomes del Brasil i farem un repàs dels diferents cultius de plantes al·lòctones que s’hi han introduït des de temps històrics i que han afectat aquest equilibri natural, des del sucre i el cafè fins la soja.

QUÈ ÉS UN BIOMA?

En aquest post parlarem dels diferents biomes del Brasil. Però què és un bioma? Un bioma és un conjunt d’ecosistemes amb una historia comú, que comparteixen un clima similar i per tant es caracteritzen per la presència d’animals i plantes semblants. El bioma és un concepte que engloba tots els éssers vius d’una comunitat però a la pràctica es defineix per la fisionomia o aparença general de la vegetació. És una unitat de classificació biològica que serveix per classificar grans regions geogràfiques del món. A nivell global, es reconeixen deu biomes al món: desert polar, tundra, taigà, bosc temperat caducifoli, laurisilva, selva tropical, estepa, sabana, desert i mediterrani.

BIOLOGIA DEL BRASIL

El Brasil és reconegut per ser el país amb la diversitat més nombrosa del planeta, seguit de la Xina, Indonèsia, Mèxic i Àfrica del Sud.

El Brasil, segons recents publicacions científiques, és el país amb la flora més rica del món, amb unes 46100 espècies de plantes, fongs i algues descrites, de les quals gairebé la meitat (43%) són endèmiques. Aquest nombre augmenta cada any ja que molta de la biodiversitat del Brasil encara està per descobrir. De fet es calcula que 20.000 espècies encara no han estat descrites. Els botànics descriuen prop de 250 espècies noves de plantes cada any al Brasil. Així que si ets taxònom i vols contribuir, cap al Brasil falta gent!

BIOMES DEL BRASIL:

Actualment es consideren sis tipus de biomes al Brasil: l’amazones, la mata atlàntica, el cerrado, la caatinga, la pampa i el pantanal. Aquesta classificació poc ha canviat des de la primera temptativa de classificar la vegetació brasilera en dominis florístics elaborada per Martius el 1824, que va donar nom de nimfes gregues als cinc dominis que va detectar. Va escollir les Nayades, les nimfes dels llacs, rius i fonts per anomenar l’amazones. Per al cerrado va considerar les Oreades, nimfes de les muntanyes, companyes de la Deessa de la caça, Diana. Va anomenar la mata atlàntica sota el nom de Dryades, les nimfes protectores dels roures i dels arbres en general. Va considerar la pampa i els boscos d’araucàries dins el domini de les Napeies, les nimfes dels valls i prats i finalment les Hamadryades, nimfes que protegeixen cadascuna un arbre en concret, van ser usades per la caatinga.

Brasil és dels pocs països del món que inclou dos dels seus biomes com a hotspot per a la conservació de la biodiversitat: el cerrado i la mata atlàntica.

La cattinga és l’únic bioma exclusiu del Brasil, tot i que trobem altres tipus de sabanes com el cerrado a Sud Amèrica i la mata atlàntica, a part del Brasil, només es troba al nord est d’Argentina i l’est del Paraguai.

mapa
Mapa amb la distribució dels sis biomes del Brasil
  1. AMAZONES

La regió irrigada pel cabdal del riu Amazones és la formació forestal més gran del planeta i el bioma amb més biodiversitat del Brasil. Ocupa gairebé el 50% del territori i està greument amenaçat degut a la seva desforestació causada per les industries fusteres i el cultiu de soja. Actualment es calcula que el 16% del seu total ha desaparegut sota les pressions antròpiques.

amazon
Vista àrea del bioma amazònic (Font: Commons Wikimedia).

L’origen d’aquesta gran diversitat segueix sent un misteri. Recents estudis científics expliquen que probablement l’aixecament de la serralada dels Andes, que va començar fa almenys 34 milions d’anys, va originar aquesta riquesa. La serralada dels Andes va començar a formar-se per l’esfondrament de la placa tectònica Americana sota la placa oceànica del Pacífic. Aquest procés geològic va canviar el règim de vents de la zona, modificant el patró de pluges al costat oriental dels Andes afectant fins i tot el sentit i direcció del riu Amazones, que abans desembocava al oceà Pacífic però degut a aquest aixecament es va redirigir cap a l’Atlàntic.

Aquests fenòmens geològics i climàtics van originar la formació d’una gran àrea d’aiguamolls a la part oriental dels Andes, originant l’aparició de moltes espècies noves.

L’Amazones es caracteritza per ser un bosc tropical humit tancat, de sòl sorrenc i pobre en nutrients, amb una estratificació en altura. El sotabosc és pràcticament inexistent i els organismes es distribueixen a diferents nivells de les copes dels arbres. Trobem famílies de dispersió pantropical com Fabaceae, Rubiaceae o Orchidaceae o d’altres d’origen amazònic; com les  Lecythidaceae (que té com un dels representants més famosos el productor de la nou de Pará, (Bertholletia excelsa) o les Vochysiaceae.

cadtanha pará
Bertholletia excelsa, arbre productor de la nou del Brasil, típic de l’Amazonia (Font: Flickr i Commons Wikimedia).

2. MATA ATLÀNTICA

Es tracta del bosc tropical que avarca la regió litoral del país i per tant el seu principal condicionant són els vents humits que arriben del mar i els relleus abruptes. Es caracteritza per estar composta per una gran varietat d’ecosistemes, que van des de boscos semicaducifolis estacionals a camps oberts de muntanya passant pels boscs d’araucàries al sud del país ja que té una elevada varietat d’altituds, latituds i per tant, climes.

araucaria
Bosc d’araucàries, una ecoregió dins el domini de la mata atlàntica del sud del Brasil (Font: Wikipedia).

Tot i que no és un bioma tant conegut com la selva amazònica, és el bioma amb la diversitat més gran d’angiospermes, pteridòfits i fongs del país; amb un nivell d’endemisme molt elevat (50% de les seves espècies en són exclusives) i es troba en un nivell de conservació molt més compromès. De fet fins l’arribada dels europeus va ser el bosc tropical més gran de tot el planeta. Avui en dia només resta el 10% de la seva extensió originària degut a la pressió antròpica. Un dels primers motius de l’explotació d’aquest bioma fou el pau-brasil (Caesalpinia echinata), arbre de fusta noble i resina valorada com a tintura vermella que va donar nom al país, però després el van seguir d’altres com el cultiu de canya de sucre, cafè o l’extracció d’or.

pau brasil
Detalls del pau-brasil (Caesalpinia echinata), arbre que dóna nom al Brasil (Font: Flickr).

Però no va ser fins al S. XX que la degradació d’aquest medi es va agreujar, tenint en compte que les grans capitals econòmiques i històriques del país com Sao Paulo, Rio de Janeiro i Salvador estan dins el seu domini.

Tot i així, cal ser optimistes. El bioma Mata Atlàntica és la regió amb més unitats de conservació d’Amèrica del Sud.

Les famílies més freqüents a la mata atlàntica són orquidàcies, bromeliàcies i fabàcies.

mata atl
Fisionomia típica de la Mata Atlàntica (Font: Commons Wikimedia).

3. CERRADO

És el segon tipus de bioma més extens al continent Sud Americà i ocupa el 22% del Brasil.

Es considera la sabana més rica del món en nombre d’espècies. Conté un elevat nivell d’endemismes i per això és considerat com un dels hotspots mundials en termes de biodiversitat. Conté 11.627 espècies de plantes (de les quals el 40% en són endèmiques) i unes 200 espècies d’animals, dels quals 137 es troben amenaçats d’extinció.

El bioma cerrado es troba a àrees de l’interior del Brasil amb dues estacions ben marcades (pluges o seca). Engloba diferents tipus d’hàbitats com són el campo sujo, campo limpo o el cerradão. Està composta per arbres petits, d’arrels profundes i fulles protegides de tricomes amb sotabosc compost per ciperàcies i gramínies. Els sòls del cerrado són sorrencs i pobres en nutrients, presentant colors vermellosos per l’alt contingut en ferro.

cerrado
Fisionomia típica del cerrado (Font: pixabay).

Els gèneres Vochysia i Qualea (Vochysiaceae) dominen el paisatge de sabana del cerrado. També s’hi troben molts representants de les asteràcies, orquidàcies i fabàcies.

És el segon bioma que més s’ha degradat en les últimes dècades al Brasil. La causa d’aquesta destrucció és el desenvolupament de la indústria agropecuària: aproximadament el 40% de soja del Brasil (Brasil és el primer productor de soja del món) i el 70% de carn de vaca i es produeixen en dominis del cerrado. La meitat del bioma cerrado s’ha destruït en només els últims 50 anys. Tot i aquest risc només el 8% de la seva àrea es troba protegida legalment.

soja
Monocultiu de soja al domini del cerrado a l’estat de Tocantins (Foto: barres fotonatura).

4. CAATINGA

És l’únic bioma exclusiu del Brasil i ocupa el 11% del territori del país. El seu nom prové d’un dels idiomes originaris del Brasil, el tupí-guaraní i significa bosc blanc. Tot i així és el bioma més poc conegut i infravalorat per la seva aridesa.

El clima de la caatinga és semi àrid i els sòls són pedregosos. La vegetació és de tipus sabana estèpica i es caracteritza per presentar una gran adaptació a l’aridesa (vegetació xeròfita) i sovint és espinosa. Els arbres de la caatinga perden les fulles durant l’època seca, deixant un paisatge ple de troncs blanquinosos.

caatinga
Fisionomia típica de la caatinga (Font: Commons Wikimedia).

Les famílies predominants d’aquest paisatge tant àrid són les Cactaceae (Cereus, Pilosocereus o Melocactus són gèneres comuns), Bromeliaceae i Euphorbiaceae, però també trobem força representants de les Asteraceae, Fabaceae i Poaceae. Una de les espècies originària i més representativa de la caatinga és el juazeiro (Ziziphus joazeiro, Rhamnaceae).

melocactus
Melocactus sp. (Cactaceae), un gènere molt comú a la caatinga (Font: barres fotonatura).

El seu estat de conservació també és crític. Prop del 80% de la caatinga ja està antropizat. El principal motiu d’aquesta degradació és la indústria agroalimentària i minera.

5. PAMPA

La Pampa és un bioma que ocupa un sol estat al país, Rio Grande do Sul i avarca només el 2% del territori brasiler. La pampa es troba també molt ben representada a l’Uruguai i el nord d’Argentina. Forma paisatges molt diversos que van des de planícies, muntanyes o afloraments rocosos, però el més típic són els camps graminosos amb tossals o petits puigs i arbres aïllats pròxims als cursos d’aigua.

S’hi han catalogat unes 1.900 espècies de plantes amb flors, de les quals 266 són de la família de les gramínies (Poaceae) i 141 de les Cyperaceae. També sobresurten les representants de les Compostes (Asteraceae) i les lleguminoses (Fabaceae). En les àrees d’afloraments rocosos són majoritàries les Cactaceae i les Bromeliaceae.

pampa
Paisatge típic de la pampa (Font: Flickr).

Pel que fa a la fauna, trobem fins a 300 espècies d’aus i 100 de mamífers, sent-ne emblemàtics el nyandú, les vicunyes (camèlids sud americans) o les Cavia, rosegadors propers a les capibares.

L’àrea de la pampa té un patrimoni cultural molt característic, compartit amb els habitants de la pampa de l’Argentina i Uruguai i desenvolupada pels gautxes.

Les activitats econòmiques més desenvolupades a la regió són l’agricultura i la ramaderia, que van arribar amb la colonització ibèrica, desplaçant gran part de la vegetació autòctona. Segons estimatives de pèrdua d’hàbitat, al 2008 només restava un 36% de la vegetació nativa. Només un 3% de la pampa està protegit sota algun tipus d’unitat de conservació.

6. PANTANAL

Es tracta d’una selva estèpica inundada que ocupa la plana al·luvial del riu Paraguai i els seus afluents. És per tant, una gran planícia humida, que s’inunda durant les èpoques de pluja, de novembre a abril. Aquestes inundacions afavoreixen l’alta biodiversitat. Ocupa només l’1,75% del territori brasiler i és per tant el bioma menys extens del país.

Quan es produeixen les inundacions, aflora gran quantitat de matèria orgànica, ja que l’aigua transporta totes les restes de vegetació i animals en descomposició afavorint la fertilització del sòl.

Són típiques del pantanal els camps de gramínies (Poaceae). En les zones que no arriben a inundar-se trobem vegetació arbustiva i fins a arbres. Han estat catalogades unes 2.000 espècies de plantes diferents, sent-ne algunes de les més representatives les palmeres (Arecaceae) o macròfites aquàtiques (Lentibularaceae, Nymphaeaceae, Pontederiaceae).

pantanal
Victoria regia (Nymphaeaceae) al pantanal de l’estat de Mato Grosso (Font: Flickr),

Conté una altra diversitat de peixos (263 espècies), amfibis (41 espècies), rèptils (113 espècies), aus (650 espècies) i mamífers (132 espècies), sent-ne el guacamai blau, el caiman negre o el jaguar les espècies més emblemàtiques.

Després de l’Amazones, és el segon bioma del Brasil més preservat ja que es considera que el 80% de la seva extensió conserva la seva vegetació nativa. Tot i així, l’activitat humana també hi ha deixat un gran impacte, sobretot les activitats agropecuàries. La pesca i la ramaderia bovina són les activitats econòmiques més desenvolupades al pantanal. També l’establiment de plantes hidroelèctriques amenaça l’equilibri ecològic d’aquest ambient, ja que si es trenca el règim d’inundacions de la regió, tota la vida es veurà afectada.

REFERÈNCIES

Plantes i animals també poden viure en matrimoni

Quan pensem en la vida de les plantes es fa difícil imaginar-la sense la interacció amb els animals, ja que aquests dia rere dia estableixen diferents relacions simbiòtiques amb elles. Entre aquestes relacions simbiòtiques trobem la herbívora, o el cas contrari, el de les plantes carnívores. Però, hi ha moltes altres interaccions súper importants entre plantes i animals, com la que porta a aquests organismes a ajudar-se els uns als altres i a conviure junts. Per això, aquesta vegada us vull presentar el mutualisme entre plantes i animals. 

I, què és el mutualisme? Doncs és la relació que s’estableix entre dos organismes en la qual ambdós obtenen un benefici de la convivència en conjunt, és a dir, els dos aconsegueixen una recompensa quan viuen en companyia. Aquesta relació aconsegueix augmentar la seva eficàcia biològica (fitness) i per tant existeix una tendència dels dos organismes a conviure sempre junts.

Segons aquesta definició tant la pol·linització com la dispersió de llavors a través d’animals són casos de mutualisme.

POL·LINITZACIÓ PER ANIMALS

Moltes plantes reben visites a les seves flores per part d’animals que pretenen alimentar-se del nèctar, del pol·len o d’altres sucres que aquestes produeixen  i a canvi transporten pol·len cap a altres flors, permeten que aquest arribi al estigma d’una manera molt eficaç. Així la planta obté el benefici de la fecundació amb un cost de producció menor de pol·len que el que suposaria dispersar-lo per l’aire (el qual arribaria amb menor probabilitat al estigma d’altres flors). I els animals a canvi obtenen com a recompensa l’aliment. S’estableix així una veritable relació de mutualisme entre els dos organismes.

 “Video:The Beauty of Pollination” – Super Soul Sunday – Oprah Winfrey Network (www.youtube.com)

El cas més extrem de mutualisme es dona quan aquestes especies evolucionen unes depenent de les altres, és a dir, quan es dona coevolució. Entenem per coevolució aquelles adaptacions evolutives que permeten als dos o més organismes establir una relació de simbiosis estreta, ja que les adaptacions evolutives d’un influeixen en les adaptacions evolutives de l’altre organisme. Per exemple, això es dona entre varies orquídies i els seus pol·linitzadors, com és el conegut cas de l’Orquídea de Darwin. Però, hi ha moltes altres plantes que també han coevolucionat amb els seus polinitzadors, com la figuera o la mandioca o iuca.

De cap manera això s’ha de confondre amb l’engany que algunes plantes preparen per al seus pol·linitzadors, els quals no obtenen cap benefici directe. Per exemple, algunes orquídies també atrauen als seus pol·linitzadors amb olors (feromones) i les seves formes curioses que s’assemblen a les femelles dels pol·linitzadors, fent que aquests s’acostin a elles per copular-les i quedin impregnats de pol·len que serà transportant a altres flors gracies al mateix parany.

14374841786_121feb4632_o.jpg
Orquidea abellera (Ophrys apifera) (Autor: Bernard DUPONT, flickr).

DISPERSIÓ DE LLAVORS PER ANIMALS

La dispersió de llavors per animals es considera que ha tingut lloc gracies a un procés coevolutiu entre animals i els mecanismes de dispersió de les llavors en el qual tant plantes com animals obtenen un benefici. El més probable és que aquest procés s’iniciés en el Carbonífer (~300 Ma), on ja es creu que algunes plantes com les cícades desenvolupaven uns falsos fruits carnosos que podrien ser consumits per rèptils primitius que actuarien d’agents dispersadors de llavors. Aquest procés s’hauria intensificat amb la diversificació de plantes amb flors (Angiospermes) i de petits mamífers i aus durant el Cretaci (65-12 Ma), fet que va permetre la diversificació dels mecanismes de dispersió i de les estructures del fruit.

El mutualisme es pot donar de dues maneres dins de la dispersió de llavors per animals.

El primer cas el duen a terme els dispersadors que ingereixen llavors o fruits que expulsaran posteriorment, sense ser digerits, per defecacions o regurgitats. Els fruits i llavors preparats per aquest cas són portadors de recompenses o reclams, amb els quals atrauen als seus agents dispersadors, ja que els fruits acostumen a ser carnosos, dolços i normalment tenen colors vistosos o emeten olors per atraure als animals.

Per exemple, Acacia cyclops forma unes beines que contenen llavors rodejades per un eleosoma (substancia molt nutritiva formada normalment per lípids) que són molt més grans que la pròpia llavor. Això suposa un cost elevat d’energia per part de la planta, ja que no tan sols ha de produir la llavor sinó que també té que formar aquesta recompensa. Però a canvi, la cacatua Galah o de cap rosat (Eolophus roseicapillus) transporta a llarga distancia les seves llavors, ja que al alimentar-se d’aquest eleosoma ingereix les llavors que seran transportades pel seu vol a llarga distancia fins que siguin expulsades per defecació en altres llocs.

Cacatua_Acacia.jpg
Esquerra, Cacatua Galah (Eolophus roseicapillus) (Autor: Richard Fisher, flickr) ; Dreta, beines d’Acacia cyclops (llavors negres, eleosoma rosa) (Autor: Sydney Oats, flickr).

I l’altre tipus de dispersió de llavors per animals que estableix una relació de mutualisme és aquella on les diàspores són recollides per animals en èpoques d’abundància i les enterren per a disposar d’elles com aliment quan tinguin necessitat. Però no totes són menjades i algunes germinen.

3748563123_eeb32302cf_o.jpg
Esquirol recollint fruits (Autor: William Murphy, flickr)

Però no tot acaba aquí, ja que hi ha altres exemples ben curiosos i menys coneguts que d’alguna manera han fet que tant animals com plantes visquin junts en un perfecte “matrimoni”. Mirem ara un parell d’exemples:

Azteca i Cecropia

Les plantes del gènere Cecropia viuen en els boscos tropicals humits de Centre-Amèrica i Sud-Amèrica essent unes grans lluitadores. La seva estratègia per aconseguir alçar-se i captar llum evitant la competència amb d’altres plantes ha sigut la estreta relació que mantenen amb les formigues del gènere Azteca. Les plantes proporcionen a les formigues refugi, ja que les seves tiges terminals són normalment foradades i septades (amb separacions), el que permet a les formigues habitar-les per dins, i a més les plantes també produeixen cossos de Müller, que són petits cossos nutritius rics en glicogen dels quals les formigues s’alimenten. A canvi, les formigues protegeixen a Cecropia de lianes o plantes trepadores, permetent-li un gran èxit com a planta  pionera.

Ant Plants: CecropiaAzteca Symbiosis (www.youtube.com)

Marcgravia i Ratpenats

Fa pocs anys s’ha descobert que una planta de Cuba que és pol·linitzada per ratpenats ha evolucionat donant peu a fulles modificades que actuen com antenes parabòliques per a l’ecolocalització (radar) dels ratpenats. És a dir, la seva forma facilita que els ratpenats la localitzin ràpidament el que els permet recol·lectar nèctar de manera més eficient i a les plantes ser pol·linitzades amb major èxit, ja que els ratpenats es desplacen ràpidament visitant centenars de flors cada nit per alimentar-se.

6762814709_6dfaf49fff_o.jpg
Marcgravia (Autor: Alex Popovkin, Bahia, Brazil, Flickr)

En general, veiem que la vida de les plantes depèn molt de la vida dels animals, ja que aquests estan connectats d’una manera o altre. Totes aquestes interaccions que hem presentat formem part d’un conjunt encara més gran que fa de la vida una més complexa i singular, en la que la vida d’uns no s’explica sense la vida dels altres. Per aquest motiu podem dir que la vida d’alguns animals i algunes plantes s’assembla a un matrimoni.

Difusió-català

REFERÈNCIES

  • Apunts obtinguts en diferents assignatures durant la realització del Grau de Biologia Ambiental (Universitat autònoma de Barcelona) i el Màster de Biodiversitat (Universitat 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.
  • National Geographic (2011). Bats Drawn to Plant via “Echo Beacon”. http://news.nationalgeographic.com/news/2011/07/110728-plants-bats-sonar-pollination-animals-environment/

La figa i la reproducció

Algú ha vist mai una flor de figuera? Segurament per molt que busqueu no la trobareu pas; de fet, ni el propi Linné, el gran botànic suec, va poder descobrir l’enigma de les flors de la figuera i quan va descriure l’espècie i li va posar nom (Ficus carica L.), va assenyalar que era una espècie sense flors! Però com es reprodueix doncs i com s’origina el seu deliciós fruit d’estiu; la figa?

UN CAS DE MUTUALISME OBLIGAT

Les flors de la figuera, de fet, no es poden veure ja que creixen amagades dins el receptacle que les suporta, la figa. Han desenvolupat una relació de mutualisme tan estreta amb els seus pol·linitzadors que no els cal florir externament oferint recompenses ensucrades. De fet, cadascuna de les espècies del gènere Ficus (en conté unes 750, de la família Moraceae) és pol·linitzada per una espècie única de vespa (família Agaonidae; Blastophaga psenes per a la figuera mediterrània) que en depèn per a la seva reproducció. És un cas de coevolució ben complexe entre una planta i el seu insecte pol·linitzador en el qual cap de les dues espècies podria sobreviure sense l’altra.

El mecanisme de pol·linització funciona com un engranatge perfecte. Les vespes femenines són les primeres a visitar la figa, on hi arriben atretes per una olor que desprenen quan les flors femenines estan madures. Les vespes femenines posseeixen unes adaptacions especials per poder penetrar a la figa i aconseguir el seu objectiu final: posar els ous en el seu interior. Tenen unes dents invertides a les mandíbules i ganxos a les potes per poder avançar dins el fruit. Tot i així, només tenen una oportunitat per depositar els ous ja que la majoria de vespes perden les ales i antenes un cop entren a la figa i per tant ja no en poden buscar una altra. Un cop eclosionen els ous, les larves de vespa s’alimenten del contingut de la figa. Les larves de vespes masculines són les primeres a completar el seu desenvolupament, i un cop assolida la maduresa sexual busquen les vespes femenines, les fertilitzen i moren. Les vespes femenines no surten de la figa fins al cap d’uns dies, coincidint amb la maduració de les flors masculines i afavorint així que surtin de la figa carregades de pol·len. Aquestes vespes fecundades i plenes de pol·len són les que tornaran a buscar una figa on deixar el pol·len i posar els ous. Així el cicle torna a començar de nou.

Figa oberta amb la seva vespa pol·linitzadora (Foto: Royal Society Publishing).

LA FIGA ÉS REALMENT UNA FRUITA?

La figa de fet és una infructescència (conjunt de fruits que actuen com una sola estructura per afavorir la seva dispersió) amb una morfologia ben especial, anomenat siconi. El siconi és un tipus de receptacle en forma de pera, engruixit i carnós amb una petita obertura, l’ostíol, que permet l’entrada dels insectes pol·linitzadors. Tant les flors femenines com les flors masculines (la figuera és una espècie monoica) es troben juntes dins el siconi, embolcallades per hipsofil·les (els filaments blancs que trobem dins la figa) però cadascuna madura en un moment diferent per evitar l’autopol·linització. Un cop fecundades les flors, els fruits també s’originen dins la mateixa estructura, per això en aquest cas flor i fruit es confonen.

Figa amb el seu ostíol, forat per on entren les vespes (Foto: barresfotonatura)

D’ON SÓN LES FIGUERES?

Qui ho diria que un arbre tant comú a casa nostra pot arribar a tenir un mecanisme tant complex per fructificar? De fet la figuera és un arbre originari d’Àsia però ja és naturalitzat al Mediterrani des de la prehistòria ja que hi ha evidències del seu consum i cultiu des del Neolític. La figuera es considera com una de les primeres plantes que va ser cultivada per la humanitat. A la primavera produeixen figues no fecundades (figaflor), augmentant la seva producció amb dos collites per any.

Figuera eivissenca (Ficus carica; Foto: barresfotonatura)

De fet, la gran majoria d’espècies de Ficus són de clima tropical, aquí ens han arribat algunes espècies sobretot pel seu interès en jardineria. El port espectacular d’aquests arbres, que poden arribar a fer 30 metres d’alçada, junt amb la seva capacitat de desenvolupar arrels aèries que acaben arribant al terra i actuen com a contrafort per subjectar el pes de la capçada d’aquests gegants fan que s’hagin plantat a moltes ciutats i hagin esdevingut elements singulars del nostre paisatge urbà (com el del Parque Genovés a Cadis) o el magnífic exemplar de Ficus rubiginosa que es troba al Jardí Botànic de Barcelona.

Figuera ornamental al Parque Genovés de Cadis (Foto: barresfotonatura)
Ficus socotrana amb les seves arrels aèries a Etiòpia (Foto: barresfotonatura)

REFERÈNCIES

  • Byng W (2014). The Flowering Plants Handbook: A practical guide to families and genera of the world. Plant Gateway Ltd., Hertford, UK.
  • Cruaud A, Cook J, Da-Rong Y, Genson G, Jabbour-Zahab R, Kjellberg F et al. (2011). Fig-fig wasp mutualism, the fall of the strict cospeciation paradigm? In: Patiny, S., ed., Evolution of plant-pollinator relationships. Cambridge: Cambridge University Press, pp. 68–102.
  • Font Quer P (1953). Diccionario de Botánica. Ed. Labor
  • Machado CA, Robbins N, Gilbert MTP & Herre EA (2005). Critical review of host specificity and its coevolutionary implications in the fig/fig-wasp mutualism. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 102: 6558–6565.
  • Ramirez WB (1970). Host specificity of fig wasps (Agaonidae). Evolution 24: 680–691.
  • Serrato A & Oyama K (2012). Ficus y las avispas Agaonidae. ContactoS 85: 5–10.

Laia-català