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.

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).

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.

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.

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.

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.

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

Plantas y animales también pueden vivir en matrimonio

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.

Marcgravia (Autor: Alex Popovkin, Bahia, Brazil, Flickr)

 

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.
• National Geographic (2011). Bats Drawn to Plant via “Echo Beacon”. http://news.nationalgeographic.com/news/2011/07/110728-plants-bats-sonar-pollination-animals-environment/