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.

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.

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.

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: Cecropia – Azteca 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.

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.

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/

Evolució per a principiants 2: la coevolució

Després de l’èxit d’Evolució per a principiants, seguim amb un article per seguir coneixent aspectes bàsics de l’evolució biològica. Per què hi ha insectes que semblen orquídies i viceversa? Per què gaseles i guepards són gairebé igual de ràpids? Per què el teu gos t’entén? En altres paraules, què és la coevolució?

QUÈ ÉS LA COEVOLUCIÓ?

Ja sabem que és inevitable que els éssers vius estableixen relacions de simbiosi entre ells. Uns depenen d’altres per sobreviure, i alhora, de l’accés a elements del seu entorn com aigua, llum o aire. Aquestes pressions mútues entre espècies fan que evolucionin conjuntament i segons evolucioni una espècie, obligarà al seu torn a l’altra a evolucionar. Vegem alguns exemples:

POL·LINITZACIÓ

El procés més conegut de coevolució el trobem en la pol·linització. Va ser de fet el primer estudi coevolutiu (1859), a càrrec de Darwin, encara que ell no utilitzés aquest terme. Els primers en utilitar-lo van ser Ehrlich i Raven (1964).

Els insectes ja existien molt abans de l’aparició de plantes amb flor, però el seu èxit es va deure al descobriment que el pol·len és una bona reserva d’energia. Al seu torn, les plantes troben en els insectes una manera més eficaç de transportar el pol·len cap a una altra flor. La pol·linització gràcies al vent (anemofilia) requereix més producció de pol·len i una bona dosi d’atzar perquè almenys algunes flors de la mateixa espècie siguin fecundades. Moltes plantes han desenvolupat flors que atrapen als insectes fins que estan coberts de pol·len i els deixen escapar. Aquests insectes presenten pèls en el seu cos per permetre aquest procés. Al seu torn alguns animals han desenvolupat llargs apèndixs (becs dels colibrís, espiritrompes de certes papallones…) per accedir al nèctar.

Arna de Darwin (Xantophan morganii praedicta). Foto de Minden Pictures/Superstock

És famós el cas de l’arna de Darwin (Xanthopan morganii praedicta) de la qual ja hem parlat en una ocasió. Charles Darwin, estudiant l’orquídia de Nadal (Angraecum sesquipedale), va observar que el nèctar de la flor es trobava a 29 cm de l’exterior. Va intuir que hauria d’existir un animal amb una espiritrompa d’aquesta mida. Onze anys després, el mateix Alfred Russell Wallace el va informar que havia esfinxs de Morgan amb trompes de més de 20 cm i un temps més tard es van trobar a la mateixa zona on Darwin havia estudiat aquesta espècie d’orquídia (Madagascar). En honor de tots dos es va afegir el “praedicta” al nom científic.

També existeixen les anomenades orquídies abelleres, que imiten femelles d’insectes per assegurar la seva pol·linització. Si vols saber més sobre aquestes orquídies i la de Nadal, no et perdis aquest article de l’Adriel.

El ratpenat Anoura fistulata i la seva llarga llengua. Foto de Nathan Muchhala

Però moltes plantes no només depenen dels insectes, també algunes aus (com els colibrís) i mamífers (com ratpenats) són imprescindibles per a la seva fecundació. El rècord de mamífer amb la llengua més llarga del món i segon vertebrat (per darrere del camaleó) se l’emporta un ratpenat de l’Equador (Anoura fistulata); seva llengua mesura 8 cm (el 150% de la longitud del seu cos). És l’únic que pol·linitza una planta anomenada Centropogon nigricans, malgrat l’existència d’altres espècies de ratpenats en el mateix hàbitat de la planta. Això planteja la pregunta sobre si l’evolució està ben definida i es dóna entre parells d’espècies o per contra és difusa i es deu a la interacció de múltiples espècies.

RELACIONS DEPREDADOR-PRESA

El guepard (Acinonyx jubatus) és el vertebrat més ràpid sobre la terra (fins a 115 km/h). La gasela de Thomson (Eudorcas thomsonii), el segon (fins a 80 km/h). Els guepards han de ser prou ràpids per capturar alguna gasela (però no totes, a risc de desaparèixer ells mateixos) i les gaseles prou ràpides per escapar alguna vegada i reproduir-se. Sobreviuen les més ràpides, així que al seu torn la naturalesa selecciona els guepards més ràpids, que són els que sobreviuen al poder menjar. La pressió dels depredadors és un factor important que determina la supervivència d’una població i quines estratègies ha de seguir la població per sobreviure. Així mateix, els depredadors hauran de trobar solucions a les possibles noves formes de vida de les seves preses per tenir èxit.

Guepard perseguint una gasela de Thomson a Kenya. Foto de Federico Veronesi

El mateix succeeix amb altres relacions depredador-presa, paràsit-hoste o herbívors-plantes, ja sigui amb el desenvolupament de la velocitat o altres estratègies de supervivència com verins, punxes…

HUMANS I GOSSOS… I BACTERIS

La nostra relació amb els gossos, que data de temps prehistòrics, també és un cas de coevolució. Això ens permet, per exemple, crear llaços afectius amb només mirar-los. Si vols ampliar la informació, et convidem a llegir aquest article passat on vam tractar el tema de l’evolució de gossos i humans en profunditat.

Un altre exemple és la relació que hem establert amb els bacteris del nostre sistema digestiu, indispensables per a la nostra supervivència. O també amb els patògens: han coevolucionat amb els nostres antibiòtics, de manera que en usar-los indiscriminadament, s’ha afavorit la resistència d’aquestes espècies de bacteris als antibiòtics.

IMPORTÀNCIA DE LA COEVOLUCIÓ

La coevolució és un dels principals processos responsables de la gran biodiversitat de la Terra. Segons Thompson, és la responsable que hi hagi milions d’espècies en lloc de milers.

Les interaccions que s’han desenvolupat amb la coevolució són importants per a la conservació de les espècies. En els casos on l’evolució ha estat molt estreta entre dues espècies, l’extinció d’una portarà a l’altra gairebé amb seguretat també a l’extinció. Els humans alterem constantment els ecosistemes i per tant, la biodiversitat i evolució de les espècies. Amb només la disminució d’una espècie, afectem moltes més. És el cas de la llúdriga marina (Enhydra lutris), que s’alimenta d’eriçons.

Llúdriga marina (Enhydra lutris) menjant eriçons. Foto de Vancouver Aquarium

En ser caçada per la seva pell, el segle passat els eriçons van augmentar de nombre, van arrasar poblacions senceres d’algues (consumidores de CO2, un dels responsables de l’escalfament global), les foques que trobaven refugi en les algues ara inexistents, eren més caçades per les orques… la llúdriga és doncs una espècie clau per a l’equilibri d’aquest ecosistema i del planeta, ja que ha evolucionat conjuntament amb els eriçons i algues.

De les relacions coevolutives entre flors i animals depèn la pol·linització de milers d’espècies, entre elles moltes d’interès agrícola, de manera que no cal perdre de vista la gravetat de l’assumpte de la desaparició d’un gran nombre d’abelles i altres insectes en els últims anys. Un complex cas de coevolució que ens afectaria directament és la reproducció de la figuera.

EN RESUM

Com hem vist, la coevolució és el canvi evolutiu entre dues o més espècies que interactuen, de manera recíproca i gràcies a la selecció natural.

Perquè hi hagi coevolució s’ha de complir:

• Especificitat: l’evolució de cada caràcter d’una espècie es deu a pressions selectives del caràcter de l’altra espècie.
• Reciprocitat: els caràcters evolucionen de manera conjunta.
• Simultaneïtat: els caràcters evolucionen al mateix temps.

REFERENCIAS

• Massa R (2007). Atlas ilustrado del origen de la vida: La evolución de las especies. Jaca Book spa, Milano.
• Muchhala N. Nectar bat stows huge tongue in its rib cage. Nature (2006) vol. 444 (7120) pp. 701-702
• Coevolución: patrones y procesos
• Celebrando a Darwin
• Los 10 mamíferos más rápidos de la tierra
• La coevolución y las enseñanzas de Darwin
• Coevolución
• Las nutrias marinas pueden salvar nuestro planeta

Alerta marina: El blanquejament del corall està passant massivament!

Ens agradaria que la imatge principal d’aquest post hagués estat modificada amb Photoshop, però per desgràcia no és el cas. Gràcies al projecte XL Catlin Seaview Survey, ara sabem que el blanquejament del corall està passant massivament. Què causa el blanquejament del corall? Com es blanqueja el corall? Quina importànci té el corall als ecosistemes marins? Aquestes i altres preguntes són contestades en aquest article. 

QUÈ ÉS EL BLANQUEJAMENT DEL CORALL?

El blanquejament del corall és el resultat de l’expulsió de les algues simbionts que viuen als teixits del corall (zooxantel·les), produint que sigui totalment blanc.

Corall abans i després d’un esdeveniment de blanquejament (Foto: Kendall Kritzik, Creative Commons).

La presència de zooxantel·les és freqüent en els cnidaris marins, especialment en les espècies que viuen en aigües poc profundes, les quals són les responsables del color verdós, blavós, groguenc o marró de moltes espècies de corall. De fet, cada mil·límetre cúbic de teixit de l’hoste té 30.000 cèl·lules d’algues. Aquestes zooxantel·les són algues unicel·lulars, generalment dinoflagel·lats, que són capaces de viure en mutualisme amb el corall. Així doncs, si les zooxantel·les i els corals viuen en mutualisme, quins són els beneficis d’aquesta relació? El corall obté els productes de la fotosíntesi, carboni orgànic i nitrogen; mentre que les algues reben nutrients, diòxid de carboni, protecció i una bona posició per a accedir a la llum solar.

Diagrama de la localizació de les zooxantel·les en el corall (Foto: Ocean Portal).

QUÈ CAUSA EL BLANQUEJAMENT DEL CORALL?

S’han detectat diverses causes que produeixen blanquejament en el corall:

1. Augment de la temperatura de l’oceà. El canvi climàtic és el principal responsable de l’augment de la temperatura de l’oceà i aquesta és la principal causa d’estrès dels corals, però no és l’única. L’augment de les temperatures pot produir-se també pel fenomen de El Niño. Amb només un increment d’1ºC de l’aigua durant només un mes, els coralls comencen a blanquejar.
2. Reducció de la temperatura de l’oceà. De la mateixa manera que l’augment de la temperatura de l’aigua pot produir blanquejament en els coralls, el seu refredament també pot produir aquests esdeveniments. Algunes proves recolzen aquesta idea: al gener de 2010, el refredament de l’aigua a Florida podria haver produït el blanquejament del corall, que va resultar en la seva mort.
3. Escorrentia i contaminació. Els coralls més propers a la costa es poden blanquejar com a causa de la contaminació transportada per l’aigua d’escorrentia de les precipitacions.
4. Inundació amb aigua dolça. A causa d’una baixa salinitat produïda per una inundació d’aigua dolça, els coralls poden començar a blanquejar-se.
5. Exposició excessiva a la llum solar. Una alta irradiació solar provoca blanquejament.
6. Marees baixes extremes. Una exposició llarga a l’aire pot produir el blanquejament de coralls poc profunds.
7. Malalties. Les malalties fan que el corall sigui més susceptible.

Totes aquestes causes produeixen estrès al coral i, com a resultat, els corals expulsen les algues que viuen en els seus teixits.

COM ES BLANQUEJA EL CORALL?

Quan els coralls estan en un bon estat de salut, alberguen algues al seu interior, pel que estan en una relació simbiòtica. Però quan estan estressats, la maquinària fotosintètica de les algues produeix molècules tòxiques, de manera que els corals expulsen els simbionts. Si l’estrès no és greu, els corals poden recuperar-se, però es blanquegen irreversiblement en condicions severes i prolongades. Com a resultat, els corals moren ja que perden la seva principal font d’aliment i són més susceptibles a les malalties.

Procés de blanquejament del corall. Primer, el corall està sano, després passa por un estat d’estrès i es blanqueja i, si persisteix l’estrès, acaba morint (Foto: Great Barrier Reef Marine Park Authority, Australian Government).

EPISODIS DE BLANQUEJAMENT MASSIU DE CORALL

S’han detectat dos episodis mundials de blanquejament de corals: al 1998 (en què van morir el 16% dels esculls de corall d’arreu del món) i al 2010. Ara, un estudi recent dut a terme per la NOAA i la Universitat de Queensland confirma un episodi de blanquejament de coralls fins i tot més greu per a aquest any (2015). Aquest nou episodi, produït pel fenomen de El Niño d’aquest any (juntament amb el canvi global), es preveu que afectarà el 38% dels esculls de coral d’arreu del món, matant a 12.000 quilòmetres quadrats d’esculls. Les zones més alterades seran Austràlia i els oceans Pacífic i Índic.

Blanquejament a la Samoa Americana. La primera foto (abans) va ser realitzada al desembre de 2014 i la segona (després) al febrer de 2015 (Foto: XL Catlin Seaview Survey).

No obstant, el blanquejament del corall no succeeix només en episodis massius. Cada any, durant els mesos d’estiu, algunes petites àrees de tot el món pateixen aquest fenomen.

PER QUÈ SÓN IMPORTANTS ELS CORALLS?

Tot i que els esculls de coraLl comprenen menys de l’1% dels ecosistemes marins, juguen un paper important en l’oceà. Una quarta part de la vida marina depèn del corall, ja que són el viver del mar, per la qual cosa són una font important de proteïnes per als animals i els éssers humans. També protegeixen les costes d’onades i tsunamis. A més, des d’un punt de vista econòmic, són un dels llocs més importants d’interès turístic i mantenen les indústries pesqueres. De fet, proporcionen aliments i mitjans de vida per més de 500 milions de persones a tot el món.

QUÈ POTS FER?

Totes les activitats que realitzes per disminuir la producció de diòxid de carboni són bones per a evitar que la Terra pateixi encara més el canvi global i, per tant, són bones per evitar el blanquejament del corall. Segueix així! Comparteix amb nosaltres: quines són les accions que realitzes per evitar el canvi global?

REFERÈNCIES

• Australian Government: Coral bleaching 
• Brusca, RC & Brusca, GJ (2005). Invertebrados. Mc Graw-Hill (2 ed).
• Lohr, J; Munn, C; Colin, B & Wilson, WH (2007). Characterization of a latent virus-like infectionon symbiotic zooxanthellae. Journal of Applied Environmental Microbiology 73 (9): 2976-2981.
• Nature: Oceans and Coasts. Coral Bleaching: what you need to know
• NOAA: What is coral bleaching? 
• Ruppert, EE; Fox, RS & Barnes RD (2004). Invertebrate Zoology. Cengage Learning (7 ed).
• XL Catlin Seaview Survey: Global Coral Bleaching
• XL Catlin Seaview Survey: Global Reef Record

La simbiosi: relacions entre els éssers vius

ATENCIÓ! AQUEST ARTICLE HA QUEDAT OBSOLET

LLEGEIX LA VERSIÓ ACTUALITZADA I AMPLIADA AQUÍ

Depredació, parasitisme, competència … tots els éssers vius, a més de relacionar-nos amb el medi, ens relacionem amb la resta d’éssers vius. Quins tipus de relacions coneixes a més de les esmentades? T’animes a conèixer-les?

INTRODUCCIÓ

El conjunt d’éssers vius d’un ecosistema s’anomena biocenosi o comunitat. La biocenosi està formada al seu torn per diferents poblacions, que serien el conjunt d’individus d’una mateixa espècie que ocupen una àrea determinada. Per a la supervivència, és imprescindible que s’estableixin relacions entre ells, de vegades beneficioses i de vegades perjudicials.

RELACIONS INTERESPECÍFIQUES

Són les que es donen entre individus de diferents espècies. Aquesta interacció s’anomena simbiosi. Les relacions de simbiosi poden ser beneficioses per a una espècie, totes dues, o perjudicials per a una de les dues parts.

Perjudicials per a totes les espècies implicades:

• Competència: es dóna quan un o diversos recursos són limitants (aliment, territori, llum, sòl…). Aquesta relació és molt important en l’evolució, ja que permet que la selecció natural actuï, afavorint la supervivència i reproducció de les espècies més exitoses segons la seva fisiologia, comportament …

 Una especie es beneficia i una altra és perjudicada:

• Depredació: succeeix quan una espècie (depredador) s’alimenta d’una altra (presa). És el cas dels felins, llops, taurons…

  

  Tauró blanc (Carcharodon carcharias) saltant per depredar sobre un mamífer marí, presumiblement una foca o lleó marí. Foto presa de HQ images.

• Parasitisme: una espècie (paràsit) viu a costa d’una altra (hoste) i li causa un perjudici. Puces, paparres, bacteris patògens… són els més coneguts, però també hi ha vertebrats paràsits com el cucut, que disposita seus ous en nius d’altres aus, que criaran seus pollets (parasitisme de posta). Especialment interessants són els “paràsits zombie”, que modifiquen la conducta de l’hoste. Entra en aquest article per saber-ne més!

  

  Boscarla de canyar (Acrocephalus scirpaceus) alimentant una cria de cucut (Cuculus canorus). Foto de Harald Olsen

  Els paràsits que habiten dins del cos de l’hoste s’anomenen endoparàsits (com la tenia), i els que habiten fora ectoparàsits (polls). El parasitisme es considera un tipus especial de depredació, on el depredador és més petit que la presa, encara que en la majoria de casos no suposa la mort de l’hoste. Quan un paràsit causa malaltia o la mort de l’hoste, es denomina patogen.

  

  Cymothoa exigua es un paràsit que acaba substituint la llengua dels peixos pel seu propi cos. Foto de Marcello Di Francesco.

El cleptoparasitime és el robatori de l’aliment a una altra espècie que l’ha capturat, recol·lectat o preparat. És el cas d’algunes rapinyaires: el nom significa literalment en llatí “lladre”. Observa en aquest vídeo un cas de cleptoparasitisme sobre una òliba:

El cleptoparasitisme també pot donar-se entre individus de la mateixa espècie.

Una espècie es beneficia i l’altra no es veu afectada:

• Comensalisme: una espècie (comensal) aprofita les restes d’aliment d’una altra espècie, a la qual no beneficia ni perjudica. Seria el cas dels voltors comuns o el trencalòs. També és comensalisme l’aprofitament com a mitjà de transport d’una espècie sobre una altra (foresi), com les lapes que viatgen enganxades al cos de les balenes. L’inquilinisme és un tipus de comensalisme en que una espècie viu dins o sobre d’una altra. Seria el cas dels picots o esquirols que nien dins dels arbres o els glans de mar que viuen sobre dels musclos. Finalment, la metabiosi o tanatocrèsia és l’aprofitament de les restes d’una espècie per protegir-se (com els crancs ermitans) o usar-los com a eines.

El pinsà fuster (Camarhynchus pallidus) utilitza espines de cactus o petites branques per extreure invertebrats dels arbres. Foto de Dusan Brinkhuizen.

Les dues espècies en treuen un benefici:

• Mutualisme: les dues espècies cooperen o es veuen beneficiades. És el cas dels insectes pol·linitzadors, que obtenen nèctar de la flor i el vegetal és pol·linitzat. Els peixos pallasso i les anemones serien un altre exemple típic, on el peix pallasso obté protecció i restes de menjar i manté allunyats als depredadors de l’anemone i la neteja de paràsits. El mutualisme pot ser facultatiu (una espècie no necessita a l’altra per sobreviure) o obligat (les espècies no poden viure de manera separada). Aquest seria el cas de les micorizes, associació de fongs i arrels de certes plantes, els líquens (mutualisme de fong i alga), les formigues talladores de fulles …

  

  Les formigues Atta i Acromyrmex (formigues talladores de fulles) estableixen mutualisme amb un fong (Leucocoprinus gongylophorus), en què recullen fulles per proporcionar nutrients, i elles s’alimenten d’ell. Es tracta d’un mutualisme obligat. Foto presa de Ants kalytta.

RELACIONS INTRAESPECÍFIQUES

Són les que es donen entre individus de la mateixa espècie. Són gairebé totes beneficioses o de col·laboració:

• Familiars: els individus que s’agrupen tenen algun tipus de parentiu. Alguns exemples d’espècies que hem tractat al blog són els elefants, alguns primats, moltes aus, cetacis … Dins d’aquest tipus de relacions hi ha diferents tipus de famílies.
• Gregarisme: són agrupacions, habitualment de molts individus amb o sense parentiu, durant un lapse de temps permanent o estacional. Els exemples més típics serien els estols d’aus, la migració de la papallona monarca, els ramats de grans herbívors com els nyus, els bancs de peixos…

El gregarisme d’aquestes zebres, juntament amb el seu pelatge, els permet confondre als depredadors. Foto presa de Telegraph

• Colònies: agrupacions d’individus que s’han reproduït asexualment i comparteixen estructures comunes. El cas més conegut és el del corall, que de vegades és esmentat com l’ésser viu més gran del món (Gran Barrera de Corall Australiana), encara que en realitat es tracta una colònia de pòlips (i els seus antics esquelets calcaris), no un ésser viu individual.
• Societats: són individus que viuen junts de manera organitzada i jerarquitzada, on hi ha un repartiment de les tasques i habitualment són físicament diferents entre ells segons la seva funció dins de la societat. Els exemples típics són els insectes socials com les formigues, abelles, tèrmits ..

Les relacions intraespecífiques de competència són:

• Territorialitat: es defineix per enfrontaments o competència per accés al territori, a la llum, a les femelles, a l’aliment… es poden produir enfrontaments directes, com en el cas dels cérvols, i/o desenvolupar altres estratègies, com el marcatge per olor (felins, óssos…), vocalitzacions…

Tigres barallant-se pel territori. Captura de vídeo de John Varty

• Canibalisme: depredació d’un individu sobre un altre de la mateixa espècie.

I tu, com a humà, has reflexionat alguna vegada com et relaciones amb els individus de la teva espècie i amb d’altres espècies?

REFERÈNCIES

• Zompopas
• Relacions de la biocenosi
• Ecología de las comunidades
• Els ecosistemes (xtec)
• National Geographic

Orquídies: colors i formes diferents per a tots els gustos

La família de les orquídies consta d’un gran nombre d’espècies, aproximadament unes 20.000. Tot i estar distribuïdes per gairebé tot el món, la majoria d’espècies es troben en llocs tropicals i són epífites, és a dir, viuen sobre d’altres plantes. Actualment un dels factors que ha fet augmentar la seva diversitat ha sigut el seu interès comercial. Per tal de trobar noves característiques i colors diferents molts horticultors i aficionats han generat noves varietats creuant orquídies d’espècies diferents, és a dir, han fet híbrids artificials. Tot i que a la natura la hibridació també és procés habitual.

CARACTERÍSTIQUES MORFOLÒGIQUES

La flor de les orquídies té una estructura única. La part més representativa és la columna o ginostem, que és el resultat de la fusió de la part reproductora femenina i la masculina. El periant, conjunt del calze (és l’embolcall de la flor i està format pels sèpals) i corol·la (conjunt de pètals), consta de peces lliures entre elles i té una simetria zigomorfa (un sol pla de simetria). Trobem un pètal molt diferenciat al altres dos, el label, ja que adopta una forma diferent atraient i pot presentar màcules (taques que resulten atractives als pol·linitzadors). El label, a més, està adaptat a captar l’atenció dels pol·linitzadors i pot constar d’una prolongació anomenada esperó i contindria nèctar. Les fors, a més, poden estar acompanyades d’una bràctea, òrgan foliaci.

Parts d’una flor d’orquídia (Foto de Gisela Acosta).

El creixement de la flor també és molt particular en algunes orquídies. Algunes flors comencen capgirades i quan van madurant l’ovari es torsiona 180⁰ per a que la flor quedi en la posició adequada, sent el propi ovari qui actua com a peduncle, unint la flor amb la tija. Aquest tipus de creixement florífer s’anomena resupinat. Les flors poden ser solitàries o agrupar-se en inflorescències.

Creixement resupinat de les flors(Orchis mascula) (Foto de Jonathan Billinger).

Les orquídies són entomòfiles, és a dir, són pol·linitzades per insectes. I depenent de l’espècie serà pol·linitzada per un tipus d’insecte o un altre. Tot i això, aquesta relació o la forma de pol·linització (la posició en que es posen les abelles, els borinots i altres himenòpters per copular) no es pot utilitzar per descriure com s’ha donat l’evolució en les orquídies; a vegades s’havia usat aquest mecanisme de pol·linització per classificar les espècies, però segons anàlisis moleculars s’ha vist que no és vàlid.

Una característica particular de les espècies tropicals és el velamen radicum: una capa pluriestratificada que cobreix les arrels i que funciona com una esponja. En moments de dessecació fa una coberta protectora i evita que es perdi aigua. I en el moment que plou s’infla i acumula aigua per a les arrels. A més, com que són espècies epífites, estan adaptades a ambients secs.

Orquídia epífita damunt un arbre (Pleione limprichtii) (Foto de Adarsh Thakuri)

Les orquídies viuen en mutualisme amb fongs, és a dir, estableixen una relació en la qual tots dos organismes extreuen benefici quan conviuen junts. Les llavors de les orquídies requereixen de l’ajut de fongs per a la germinació. Hi ha diversos tipus de fongs que estimulen la seva germinació, però predomina sobretot Rhizoctonia (Basidiomycota). El fong degrada la testa de la llavor i la treu de la dormició. A continuació la llavor comença a germinar i emet uns filaments, els òrgans subterranis, i s’estableixen unes micorrizes orquidioides. La llavor en estat de latència pot estar 20-30 anys sense germinar, però sense el fong no pot germinar.

DIVERSITAT

Dins de la gran diversitat d’orquídies, algunes flors de diferents espècies donen lloc a formes tan originals que a vegades semblen animals, com és el cas de la flor del simi (Orchis simia), o insectes, com ara el gènere Phalaenopsis; les seves flors tenen una suposada semblança a una papallona i per això aquest gènere es coneix com a orquídies papallona.

A l'esquerra, flor del simi (Orchis simia) (Foto de Ian Capper); A la dreta, orquídia semblant a una papallona (Phalaenopsis schilleriana) (Foto de Amos Oliver Doyle).

Les orquídies abelleres (Ophrys), per exemple, consten d’un label modificat que resulta molt atractiu per als himenòpters mascles, ja que té forma i colors que recorden a les femelles. A més, desprenen olors semblants a les feromones que desprenen les femelles, fent així molt eficaç la seva pol·linització.

Orquídia abella (Ophrys apifera) (Foto de Hans Hillewaert).

D’altra banda, també trobem casos molt curiosos com el de l’orquídia de Darwin (Anagraecum sesquipedale). Aquesta és característica pel seu llarg esperó d’entre 25 i 35 cm de llargada. Darwin va dir que era necessària l’existència d’un tipus de papallona que aprofites el nèctar situat al esperó i que alhora pogués pol·linitzar aquesta flor. La Xanthopan morgani és capaç de pol·linitzar-la i és l’única, donant peu a un cas de coevolució.

A l'esquerra, flor de Darwin (Anagraecum sesquipedale) (Foto de Michael Wolf); A la dreta, Xanthopan morgani. (Foto de Esculapio).

A més, trobem espècies amb un alt valor ornamental, essent la majoria d’origen asiàtic o americà. Per exemple, el gènere Cattleya té un alt valor florístic, ja que dona lloc al conjunt d’orquídies denominades “Cattleyas unifoliades” que és molt apreciat pels aficionats i cultivadors. Un bon representat n’és la flor nacional de Veneçuela (Cattleya mossiae).

Flor nacional de Veneçuela (Cattleya mossiae) (Foto de KENPEI).

Quan es parla de valor florístic no es pot passar per alt a l’orqudia Rothschild’s Slipper (Paphiopedilum rothschildianum). És l’orquídia més cara del món i està entre les primeres flors més cares. És una planta endèmica del Mt. Kinabalu, a l’illa de Borneo, i és considerada una de les orquídies més rares a la natura dins del grup de les orquídies “sabatilles de dama asiàtiques” (Asian Slipper orchids).

Rothschild's Slipper Orchid (Paphiopedilum rothschildianum) (Foto de Orchi).

D’altra banda, les orquídies també han tingut importància dins del món de l’alimentació, essent segurament Vanilla planifolia la més destacada. És una planta originària de Mèxic i dels seus fruits s’obté la vainilla.

Vainilla (Vanilla planifolia) (Foto de Michael Doss).

REFERÈNCIES

• Bolòs, J. Vigo, R. M. Masalles & J. M. Ninot. 2005. Flora manual dels Països catalans. 3ed. Pòrtic Natura, Barcelona: pp. 1310.
• Apunts de l’assignatura de Fanerògames, Grau de Biologia Ambiental, UAB.
• http://orquideastropicales.com/images/Web%20Preview%20OrqTrop%20Optimizado%20codificado.pdf
• http://tailandia.galeon.com/images/orquid1.gif
• http://www.biodiversidad.gob.mx/Biodiversitas/Articulos/biodiv49art3.pdf
• http://www.lt-wasserthal.de/page8/page18/page18.html
• http://www.theorchidcolumn.com/2013/02/all-hail-paphiopedilum-rothschildianum.html

Com s’ha vist, les orquídies tenen una importància a diferents nivells i és per això que cal seguir coneixent la seva diversitat i biologia. Si t’ha agradat aquest article no oblidis compartir-lo. Moltes gràcies pel teu interès.

Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.