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The great journey of coconut

Cocos nucifera L., the coconut tree, is one of the most emblematic palm trees from tropical countries: photographed by tourists on bucolic beaches; basis element for the gastronomy and culture in many countries and a source of inspiration to many artists, is still a mystery for scientists. Where is coconut from originally? The answer to this question is now a little more clear thanks to a phylogeographic study, discipline that integrates population genetics with biogeography. In this post, we reveal this and other questions about this iconic palm.

COCONUT TREE CHARACTERISTICS

Coconut tree belongs to Arecaceae, the family of monocots with tree aspect, known as palm trees. Yes, you read right! All palm trees are closer to grasses (cereals) than to deciduous trees. In fact, its trunk is not a real one because it has no tissues allowing them to growth in diameter and therefore not branches. If you look closely to any palm tree trunk, you’ll see that it always has the same thickness, it only grows vertically. It’s the stipe and it is formed by the superposition of the leaves base and the scarfs we see on the trunk are the marks left by the falling leaves petioles. If you ever see a cut stipe, you’ll see that it doesn’t have the typical structure in growth rings but fiber mass. In fact, this structure is optimal to survive to tropical winds because it is both tough and flexible, providing flexibility necessary not to break while tropical winds and also stand firm.

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Palm tree stipe (Source: Public Domain Pictures).

The function of the stipe is to support the weight of the leaves, flowers and fruits; that grow on top. The Arecaceae leaves are pinnate. The flowers grows in racemous inflorescences and fruits usually are drupe type, such as date or coconut.

In the Mediterranean region we only have two species of native palms. Mediterranean dwarf palm (Chamaerops humilis) has its northern limit at the Garraf coast. The Cretan palm (Phoenix theophrastii) is endemic to southern Greece, Turkey and Crete.

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Mediterranean dwarf palm (Chamaerops humilis) at Catalonian coast (Source: Wikimedia).

COCONUT TREE USES

Arecaceae contains approximately 2600 species classified in about 202 genera. The coconut palm is monotypic because it is the only species in the Cocos genus. It is found in 89 tropical countries and is considered the tree of life because it provides resources such as:

– Food: Coconut is a highly nutritious fruit, rich in fat (is the most caloric fruit consumed by humans), micronutrients (it is very rich in potassium) and fiber. From dried endosperm (the white “meat” or copra, which is actually the seed) we can also extract milk and coconut oil, widely used for cooking, cosmetics and even as biofuel. The sweet sap of the inflorescence is also consumed as wine after its alcoholic fermentation.

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Dried coconut to elaborate copra (Source: Peter Davis / AusAID).

–     Water : green coconut contains drinking water rich in micronutrients. It is consumed in many tropical countries as an isotonic drink.

– Construction Material: mesocarp fiber is widely used to make ropes, mats, planting substrate, etc. Endocarp, the layer that covers the meat is used as a container for food and drink, decoration or as a musical instrument. The leaves are also used to produce handicraft (rugs, toys, baskets, etc.), to cover roofs and as carbon. The wood has traditionally been used for houses construction.

– Religious Element: Coconut is part of different spiritual manifestations in Hinduism and some Philippines communities.

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Coconut inner parts schema.

OCEANIC DISPERSAL

Coconut is adapted to hydrochory, ie dispersal by water. Coconut is one of the little fruits known to have been adapted to oceanic dispersal. The water contained by the coconut enables its floatation and facilitates its dispersal over long distances. In addition, the fruit is resistant to salinity and does not rot. When it gets the beaches, it can germinate after having sailed 110 days (or 4000 km). However, its pantropical distribution is not only due to its oceanic dispersal but is also linked to its cultivation by humans. Human migration to Southeast Asia would not have been possible without the coconut cultivation and coconut should not have been so widely dispersed if not for its value.

It is therefore quite likely that the wide variety of coconut uses has conditioned its migration history. There are several hypotheses about coconut origin. De Candolle, at 1886, proposed that the coconut was American, based on the distribution of all other members of the Cocoseae tribe (200 species distributed in 20 genera from America), except for the African palm oil (Elaeis guineensis, the source of  palm oil). Other hypotheses (Beccari, 1963) claim of an Asian origin because morphological variation in the region is greater, popular names and uses are more diverse on this continent and in addition there is an Asian endemic hermit crab (Brigues latro) that can only live in symbiosis with coconut. So from Asia and with human help, coconut palm tree would have migrated eastwards to the Pacific ocean and westwards to the Indian Ocean.

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Coconut tree distribution (Source: Gunn et al., 2011).

COCONUT TREE ORIGIN

Recent studies using DNA as a source of information have made new discoveries about coconut origin. It seems that despite the wide variety of cultivars and human manipulation, coconut palm tree populations have a strong structure into two genetic groups, one in the Indian Ocean (including Indian and African populations), and the other in the Pacific ocean (including Southeast Asian, Caribbean and South American populations). Thus, all current coconut populations come from one of these two groups, demonstrating its Asian origin. For example, Brazilian and Caribbean populations come from the Indian group and the American Pacific coast populations come from Southeast Asia.

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Coconut tree genetic groups discovered by Gunn et al. (2011).

Therefore, it seems that the coconut tree is native to both Pacific and Indian coasts and that coconut cultivation arose independently in these two regions.

REFERENCES

  • Beccari, O. 1963. The origin and dispersal of Cocos nucifera. Principes 7: 57–69.
  • de Candolle, A. 1886. Origin of cultivated plants. New York: Hafner. 468 p.
  • Cook, O.F. 1911. History of the Coconut Palm in America. American Journal of Sciences 31(183): 221-226.
  • Gunn, B.F. 2004. The phylogeny of the Cocoeae (Arecaceae) with emphasis on Cocos nucifera. Annals of the Missouri Botanical Garden 91: 505–522.
  • Gunn, B.F., Baudouin, L. & Olsen, K. M. 2011. Independent Origins of Cultivated Coconut (Cocos nucifera L.) in the Old World Tropics. PLoS ONE 6(6): e21143.
  • Meerow, A.W., Noblick, L., Salas-Leiva, Dayana E., Sanchez, V., Francisco-Ortega, J., Jestrow, B. & Nakamura, K. 2015. Phylogeny and historical biogeography of the cocosoid palms (Arecaceae, Arecoideae, Cocoseae) inferred from sequences of six WRKY gene family loci. Cladistics 31: 1096-0031.
  • Scientific American: Coconuts: not indigenous, but quite at home nevertheless

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El gran viaje del coco

Cocos nucifera L., el cocotero, es una de las palmeras más emblemáticas de los países tropicales: fotografiada por turistas en playas bucólicas; base de la gastronomía y cultura de muchos países y fuente de inspiración de muchos artistas, es todavía un enigma para los científicos. ¿De dónde viene el coco? La respuesta a esta cuestión ha visto una poco más de luz gracias a un estudio filogeográfico, una disciplina que integra la genética de poblaciones con la biogeografía. En este post, revelaremos ésta y otras preguntas sobre esta palmera icónica.

CARACTERÍSTICAS DEL COCOTERO

El coco pertenece a las Arecáceas, la familia de plantas monocotiledóneas de porte arbóreo conocida como palmeras. Si, ¡habéis leído bien! Todas las palmeras son más cercanas a las gramíneas (cereales) que a los árboles caducifolios. De hecho, su tronco no es un tronco verdadero ya que no tiene tejidos que permitan su crecimiento en diámetro y por lo tanto tampoco el desarrollo de ramas. Si os fijáis bien, el tronco de cualquier tipo de palmera siempre tiene el mismo grosor, sólo crece en vertical. Este falso tronco se llama estípite y se forma por la sobreposición de la base de las hojas. Las marcas que se pueden observar en el estípite son debidas a los pecíolos de las hojas antiguas que cayeron. Si alguna vez podéis observar un estípite cortado, podréis ver que no presenta la típica estructura en anillos de crecimiento, sino que se trata de una masa de fibra. De hecho, esta estructura es óptima para sobrevivir a los vientos huracanados de los países tropicales ya que es resistente y a la vez flexible, lo que facilita la elasticidad necesaria para no romperse con las sacudidas del viento tropical y a su vez mantenerse firme.

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Detalle del estípite de una palmera (Fuente: Public Domain Pictures).

La función del estípite es soportar el peso de las hojas, flores y frutos; que crecen encima. Las hojas de las Arecáceas son pinnatipartidas. Tienen flores en inflorescencias que crecen en panícula y frutos normalmente en drupa, como el dátil o el coco.

En el Mediterráneo sólo existen dos especies de palmeras autóctonas. Una se encuentra en la Península Ibérica y su límite norte de distribución está en las costas del Garraf. Se trata del palmito (Chamaerops humilis). La otra palmera propiamente mediterránea es endémica del sud de Grecia, Turquía y Creta, la palmera de Creta (Phoenix theophrastii).

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Palmito (Chamaerops humilis) en las costas del Garraf (Fuente: Wikimedia).

USOS DEL COCOTERO

La familia de Arecáceas tiene aproximadamente 2.600 especies clasificadas en unos 202 géneros. El cocotero es monotípico, porque es la única especie del género Cocos. Se encuentra en 89 países tropicales y se considera el árbol de la vida ya que proporciona recursos como:

  • Alimento: el coco es un fruto altamente nutritivo, rico en grasas (es la fruta más calórica que existe), sales minerales (destaca su alto contenido en potasio) y fibra. Del endosperma seco (la “pulpa” blanca o copra, que en realidad es la semilla) también se extrae la leche y aceite de coco, usados para cocinar, en la industria cosmética e incluso como biofuel. La savia azucarada presente en las inflorescencias también se consume como vino después de un proceso de fermentación alcohólica.
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Coco secándose para hacer copra (Fuente: Peter Davis / AusAID).

 

  • Agua potable: el coco verde contiene agua potable y dulce con bastantes sales minerales. Se consume en muchos países tropicales como bebida isotónica.
  • Material para la construcción: la fibra del mesocarpio del fruto es una fibra muy usada para fabricar cuerdas, alfombras, sustrato para plantar, etc. El endocarpio, la capa que recubre la pulpa, se utiliza como recipiente para comer y beber, decorar o como instrumento musical. Las hojas también se utilizan para elaborar artesanía (alfombras, juguetes, cestos…), para recubrir tejados y como combustible. La madera se utiliza de forma tradicional para construir casas.
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Esquema de las partes del coco.

 

  • Elemento religioso: el coco forma parte de diferentes manifestaciones espirituales para los hindús y algunas comunidades filipinas.

DISPERSIÓN OCEÁNICA

El coco está adaptado a la dispersión hidrocora, es decir, por agua. Es de los pocos frutos que se conoce adaptado a la dispersión por océanos. El agua que contiene le permite flotar y facilita su dispersión a largas distancias. Además, el fruto es resistente a la salinidad y no se pudre. Cuando llega a las playas, puede germinar habiendo pasado 110 días (o 4000 km) navegando. De todas formas, su distribución pantropical no se debe sólo a su adaptación a recorrer largas distancias por el mar sino que también está relacionada con su cultivo. Las migraciones humanas en el sudeste asiático no habrían sido posibles sin el cultivo del coco y a la inversa, el coco no se habría dispersado de forma tan extensiva si no hubiera sido por su valor.

Es probable que la gran variedad de usos del coco haya condicionado su historia migratoria. Existen varias hipótesis sobre su origen. Ya De Candolle, en el 1886,  propuso que el coco era americano, basándose en que todos los otros miembros de la tribu Cocoseae (unas 200 especies repartidas en 20 géneros), exceptuando la palmera aceitera africana (Elaeis guineensis, de dónde se extrae el aceite de palma), son nativos americanos. Otras hipótesis (Beccari, 1963) afirman que tiene un origen asiático ya que la variación morfológica en esta región es mayor, los nombres populares y usos son más diversos en este continente y además existe un cangrejo ermitaño (Brigus latro) que sólo puede vivir en simbiosis con el cocotero, el cual sólo se encuentra en Asia. Así pues, desde Asia y con la ayuda de los humanos, los cocoteros habrían migrado dirección este hacia el océano Pacífico y dirección oeste hacia el océano Índico.

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Distribución del cocotero (Fuente: Gunn et al., 2011).

ORIGEN DEL COCOTERO

Estudios recientes han hecho algunos descubrimientos usando el DNA como fuente de información. A pesar de la gran variedad de cultivares y el alto grado de manipulación humana, existe una estructura bastante marcada en dos grupos genéticos; uno en el océano Índico (que incluye las poblaciones de India y África), y otro en el Pacífico (que incluye las poblaciones del sudeste asiático, el Caribe y América del Sud). Todas las poblaciones actuales de cocotero provienen de alguno de estos dos grupos, demostrándose su origen asiático.  Por ejemplo, las poblaciones caribeñas y brasileñas provienen del grupo índico y las poblaciones americanas de la costa del Pacífico provienen del sudeste asiático.

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Mapa con los grupos genéticos del cocotero descubiertos por Gunn et al. (2011).

Por lo tanto, parece que el cocotero es nativo tanto de las costas del Pacífico como de las del Índico y su cultivo surgió de manera independiente en las dos regiones.

REFERENCIAS

  • Beccari, O. 1963. The origin and dispersal of Cocos nucifera. Principes 7: 57–69.
  • de Candolle, A. 1886. Origin of cultivated plants. New York: Hafner. 468 p.
  • Cook, O.F. 1911. History of the Coconut Palm in America. American Journal of Sciences 31(183): 221-226.
  • Gunn, B.F. 2004. The phylogeny of the Cocoeae (Arecaceae) with emphasis on Cocos nucifera. Annals of the Missouri Botanical Garden 91: 505–522.
  • Gunn, B.F., Baudouin, L. & Olsen, K. M. 2011. Independent Origins of Cultivated Coconut (Cocos nucifera L.) in the Old World Tropics. PLoS ONE 6(6): e21143.
  • Meerow, A.W., Noblick, L., Salas-Leiva, Dayana E., Sanchez, V., Francisco-Ortega, J., Jestrow, B. & Nakamura, K. 2015. Phylogeny and historical biogeography of the cocosoid palms (Arecaceae, Arecoideae, Cocoseae) inferred from sequences of six WRKY gene family loci. Cladistics 31: 1096-0031.
  • Scientific American: Coconuts: not indigenous, but quite at home nevertheless

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