Plants and animals can also live in marriage

When we think about the life of plants it is difficult to imagine without interaction with the animals, as they establish different symbiotic relationships day after day. These symbiotic relationships include all the herbivores, or in the contradictory way, all the carnivorous plants. But there are many other super important interactions between plants and animals, such as the relationships that allow them to help each other and to live together. So, this time I want to present mutualism between plants and animals.

And, what is mutualism? it is the relationship established between two organisms in which both benefit from living together, i.e., the two get a reward when they live with the other. This relationship increase their biological effectiveness (fitness), so there is a tendency to live always together.

According to this definition, both pollination and seed dispersal by animals are cases of mutualism. Let’s see.

POLLINATION BY ANIMALS

Many plants are visited by animals seeking to feed on nectar, pollen or other sugars they produce in their flowers and, during this process, the animals carry pollen from one flower to others, allowing it reaches the stigma in a very effective way. Thus, the plant gets the benefit of fertilization with a lower cost of pollen production, which would be higher if it was dispersed through the air. And the animals, in exchange, obtain food. Therefore, a true relationship of mutualism is stablished between the two organisms.

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

The extreme mutualism occurs when the species evolve depending on the other organism, i.e., when there is coevolution. We define the coevolution such as these evolutionary adaptations that allow two or more organisms to establish a deep relationship of symbiosis, due that the evolutionary adaptations of one specie influence the evolutionary adaptations of another organism. For example, this occurs between various orchids and their pollinators, as is the well- known case of Darwin’s orchid. But there are many other plants that also have co-evolved with their pollinators, as a fig tree or cassava.

In no way, this should be confused with the trickery produced by some plants to their pollinators, that is, when they do not obtain any direct benefit. For example, some orchids can attract their pollinators through odours (pheromones) and their curious forms that resemble female pollinator, stimulating them to visit their flowers. The pollinators will be impregnated with pollen, which will be transported to other flowers due to the same trickery.

Bee orchid (Ophrys apifera) (Autnor: Bernard DUPONT, flickr).

SEED DISPERSAL BY ANIMALS

The origin of seed dispersal by animals probably had occurred thanks to a co-evolutionary process between animals and mechanisms of seed dispersal in which both plants and animals obtain a profit. The most probably is that this process began in the Carboniferous (~ 300MA), as it is believed that some plants like cycads developed a false fleshy fruits that could be consumed by primitive reptiles that would act as seed dispersers. This process could have intensified the diversification of flowering plants (angiosperms), small mammals and birds during the Cretaceous (65-12MA).

The mutualism can occur in two ways within the seed dispersal by animals.

The first case is carried out by animals that eat seeds or fruits. These seeds or some parts of the fruits (diaspores) are expelled without being damaged, by defecation or regurgitation, allowing the seed germination. In this case, diaspores are carriers of rewards or lures that result very attractive to animals. That is the reason why fruits are usually fleshy, sweet and often have bright colours or emit scents to attract them.

For example, the red-eyed wattle (Acacia cyclops) produces seeds with elaiosomes (a very nutritive substance usually made of lipids) that are bigger than the own seed. This suppose an elevated energy cost to the plant, because it doesn’t only have to produce seeds, as it has to generate the award too. But in return, the rose-breasted or galah cockatoo (Eolophus roseicapillus) transports their seeds in long distances. Because when the galah cockatoo eats elaiosomes, it also ingest seeds which will be transported by its flight until they are expelled elsewhere.

On the left,  Galah  cockatoo (Eolophus roseicapillus) (Autnor: Richard Fisher, flickr) ; On the right, red-eyed wattle’s seeds (black) with the elaiosome (pink) ( Acacia cyclops) (Autnor: Sydney Oats, flickr).

And the other type of seed dispersal by animals that establishes a mutualistic relationship occurs when the seeds or fruits are collected by the animal in times of abundance and then are buried as a food storage to be used when needed. As long as not all seed will be eaten, some will be able to germinate.

A squirrel that is recollecting som nuts (Author: William Murphy, flickr)

But this has not finished yet, since there are other curious and less well-known examples that have somehow made that both animals and plants can live together in a perfect “marriage.” Let’s see examples:

Azteca and Cecropia

Plants of the genus Cecropia live in tropical rain forests of Central and South America and they are very big fighters. The strategy that allow them to grow quickly and capture sunlight, avoiding competition with other plants, resides in the strong relationship they have with Azteca ants. Plants provide nests to the ants, since their stems are normally hollow and with separations, allowing ants to inhabit inside. Furthermore, these plants also produce Müllerian bodies, which are small but very nutritive substances rich in glycogen that ants can eat. In return, the ants protect Cecropia from vines and lianas, allowing them to success as a pioneer plants.

Ant Plants: Cecropia – Azteca Symbiosis (www.youtube.com)

Marcgravia and Bats

Few years ago, an interesting plant has been discovered in Cuba. This plant is pollinated by bats, and it has evolved giving rise to modified leaves that act as satellite dish for echolocation performed by these animals. That is, their shape allow bats to locate them quickly, so they can collect nectar more efficiently. And at the same time, bats also pollinate plants more efficiently, as these animals move very quickly each night to visit hundreds of flowers to feed.

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

In general, we see that the life of plants depends largely on the life of animals, since they are connected in one way or another. All the interactions we have presented are part of an even larger set that make life a more complex and peculiar one, in which one’s life cannot be explained without the other’s life. For this reason, we can say that life of some animals and some plants resembles a marriage.

REFERENCES

• Notes from the Environmental Biology degree (Universitat Autònoma de Barcelona) and the Master’s degree in Biodiversity (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/

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/

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/

Orquídeas: colores y formas diferentes para todos los gustos

La familia de las orquídeas consta de un elevado número de especies, alrededor de 20.000 Aunque están distribuidas por casi todo el mundo, la mayoría de especies se encuentran en lugares tropicales y son epifitas, es decir, viven encima de otras plantas. Actualmente uno de los factores que ha aumentado su diversidad ha sido el interés comercial. Con la finalidad de encontrar nuevas características y colores, muchos horticultores y aficionados han generado nuevas variedades cruzando orquídeas de especies diferentes, es decir, han creado híbridos artificiales. Aun así, este proceso también transcurre en la naturaleza de manera habitual.

CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS 

La flor de las orquídeas tiene una estructura única. La parte más representativa es la columna o ginostemo, que es el resultado de la fusión de la parte reproductora femenina y la masculina. El perianto, conjunto del cáliz (cobertura de la flor que esta formada por los sépalos) y la corola (conjunto de pétalos), consta de piezas libres entre ellas y tiene una simetría zigomorfa (un único plano de simetría). Encontramos un pétalo muy diferenciado a los otros dos, el labelo, ya que adopta una forma diferente atrayente y puede presentar máculas (manchas que resultan atractivas a los polinizadores). El labelo, a demás, está adaptado a captar la atención de los polinizadores y puede constar de una prolongación llamada espolón y contiene néctar. Las flores, también, pueden estar acompañadas de una bráctea, órgano foliáceo.

Partes de una flor de orquídea (Foto de Gisela Acosta).

El crecimiento de la flor resulta muy particular en algunas orquídeas. Algunas flores nacen al revés y cuando van madurando el ovario se tuerce 180⁰ para que la flor quede en posición adecuada, siendo el propio ovario quien actúa como pedúnculo, uniendo la flor con el tallo. A éste tipo de desarrollo floral se le denomina resupinado. Las flores pueden ser solitarias o agruparse en inflorescencias.

Desarrollo resupinado de las flores(Orchis mascula) (Foto de Jonathan Billinger).

Las orquídeas son entomófilas,es decir, son polinizadas por insectos. Dependiendo de la especie será polinizada por un tipo de insecto u otro. Aun así, esta relación o forma de polinización (la posición en que se ponen las abejas, abejorros y otros himenópteros para copular) no se puede usar para describir como se ha dado la evolución de las orquídeas; a veces se había utilizado este mecanismo de polinización para clasificar las especies, pero según análisis moleculares se ha visto que no es válido.

Una característica particular de las especies tropicales es el velamen radicum: una capa pluriestratificada que cubre las raíces y que funciona como una esponja. En momentos de desecación hace una cubierta protectora y evita que se pierda el agua. Y en períodos de lluvia se infla y acumula agua para las raíces. Además, como estas orquídeas son epifitas, están adaptadas a ambientes secos.

Orquídea epifita sobre un tronco (Pleione limprichtii) (Foto de Adarsh Thakuri)

Las orquídeas viven en mutualismo con hongos, es decir, establecen una relación en la cual los dos organismos obtienen beneficio cuando conviven juntos. Las semillas de las orquídeas requieren de la ayuda del hongo para la germinación. Hay diversos tipos de hongos que estimulan su germinación, pero predomina sobretodo Rhizoctonia (Basidiomycota). El hongo degrada la cubierta de la semilla y la libera de la dormición. A continuación la semilla comienza a germinar y emite unos filamentos, los órganos subterráneos, y se establecen unas micorrizas orquidoides. La semilla en dormición puede durar 20-30 años sin germinar, pero sin el hongo no podrá germinar.

DIVERSIDAD

Dentro de la gran diversidad de orquídeas, algunas flores de diferentes especies crean formas tan originales que llegan a parecer animales, como es el caso de la flor del simio u orquídea mono (Orchis simia), o insectos, como el género Phalaenopsis; sus flores tienen un supuesto parecido a una mariposa y por ello este género se conoce como orquídeas mariposa.

A la izquierda, flor del simio o orquídea mono (Orchis simia) (Foto de Ian Capper); A la derecha, orquídea similar a una mariposa(Phalaenopsis schilleriana) (Foto de Amos Oliver Doyle).

Las orquídeas abejeras (Ophrys), por ejemplo, constan de un labelo modificado que resulta muy atractivo para los himenópteros, ya que recuerda la forma y colores de las hembras. A demás, desprenden olores similares a las feromonas que desprenden dichas hembras, haciendo así más efectiva su polinización.

Orquídea abeja (Ophrys apifera) (Foto de Hans Hillewaert).

Por otro lado, también encontramos casos muy curiosos como la orquídea de Darwin (Anagraecum sesquipedale). Ésta se caracteriza por su largo espolón de entre 25 y 35 cm de largada. Darwin adivinó que era necesaria la existencia de un tipo de mariposa que aprovechara el néctar situado en el espolón y que a su vez polinizara la flor. La Xanthopan morgani es capaz de ellos y es la única, dando lugar a un caso de coevolución.

A la izquierda, flor de Darwin (Anagraecum sesquipedale) (Foto de Michael Wolf); A la derecha, Xanthopan morgani (Foto de Esculapio).

A demás, encontramos especies con un elevado valor ornamental, siendo la mayoría de origen asiático o americano. Por ejemplo, el género Cattleya tiene un alto valor floral, ya que da lugar a un conjunto de orquídeas denominadas “Cattleyas unifoliadas” que es muy apreciado por los aficionados y cultivadores. Un buen representante es la flor de Mayo (Cattleya mossiae), que además es la flor nacional de Venezuela.

Flor de Mayo (Cattleya mossiae) (Foto de KENPEI).

Cuando se habla de valor floral no se puede pasar por alto a la orquídea Rothschild’s Slipper (Paphiopedilum rothschildianum). Es la orquídea más cara del mundo y está entra las primeras flores más caras. Es una planta que solo vive en el Mt. Kinabalu, en la isla de Borneo, y se considera una de las orquídeas más raras en la natura dentro del grupo de las orquídeas “zapatos de dama asiáticos” (Asian Slipper orchids).

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

Por otro lado, las orquídeas también tienen importancia dentro del mundo de la alimentación, siendo seguramente Vanilla planifolia la más destacada. Es una planta originaria de México y de sus frutos se obtiene la vainilla.

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

REFERENCIAS

• Bolòs, J. Vigo, R. M. Masalles & J. M. Ninot. 2005. Flora manual dels Països catalans. 3ed. Pòrtic Natura, Barcelona: pp. 1310.
• Apuntes de la asignatura de Fanerógamas, Grado de Biología 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

Como se ha visto, las orquídeas tienen importancia en diferentes niveles y es por ello que es necesario seguir conociendo su diversidad y biología. Si te gustó este articulo no olvides compartirlo. Muchas gracias por tu interés.

Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.

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.

Orchids: different colours and shapes for everyone

The orchid family is composed of a big number of species, about 20.000. Even they are almost around all world, the most live in tropical places and they are epiphytes, that is, they live over other plants. Nowadays, the number of the species is boosted by the commercial interest. Trying to find new characters and colours, many gardeners and hobbyists have created new varieties from the breeding of two distinct species of orchids, that is, they have made artificial hybridization. Even so, it can also happen in nature as usual.

MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS

The orchid flower owns a single structure. The most representative part is the column or gynostemium, which is the result of masculine and feminine reproductive parts combined. The perianth, consisting of the calyx (the outermost whorl of parts that form a flower. Its pieces are the sepals) and the corolla (composed of all of the petals), has free pieces and is zygomorphic (single symmetry plane). A much differentiated petal can be seen, it’s the lip. It adopts a different attractive shape and it can own macules (attractive spots for the pollinators). The lip is also adapted to capture the pollinators’ attention and can possess a long prolongation called spur and it has nectar. The flowers may be accompanied by a bract, a modified or specialized leaf.

Structure of orchid flowers (Photo taken by Gisela Acosta).

The flower development is very singular in some orchids. Some flowers are born backwards and when they are maturing the ovary twist 180º to help flower stay in proper position, being the own ovary who acts as a peduncle, linking flower and stem. This kind of flower development is called resupinate. The flowers can be solitary or grouped in inflorescences.

Resupinate development of flowers (Orchis mascula) (Photo taken by Jonathan Billinger).

The orchids are entomophilous, that is, are pollinated by insects. Depending of the specie, the orchid will be pollinated by a type of insect or other. Even so, this relation or form of pollination (the position in which bees, bumblebees and other hymenoptera get to copulate) cannot be used to describe how evolution happened in orchids; this pollination mechanism was used in the past to classify species, but molecular analyses have denied its worth.

One singular characteristic of tropical species is the velamen radicum: a multi-layered coating on the roots that acts as a sponge. In drought periods this coating protects from the drying and doesn’t allow the losing of water. And in rainy periods, this coating is swollen of water, which will be available to roots. Also, as these orchids are epiphytes, are adapted to drought places.

Epiphytic orchid on a tree (Pleione limprichtii) (Photo taken by Adarsh Thakuri)

Orchids live in mutualism with fungus, that is, they establish a relationship in which both organisms are benefited when live together. The orchid seeds need the fungus’ aid to germinate. Many several fungus can stimulate their germination, but  Rhizoctonia (Basidiomycota) is predominant. The fungus degrades the seed coat and releases of dormancy period. Then, the seed begins to germinate and emits filaments, underground organs, and establishes an orchid mycorrhizae. The seed dormancy can last 20-30 years without germinating, but it will not be possible without the fungus action.

DIVERSITY

Within the great diversity of orchids, some flowers of diferent species create such original shapes that they seem animals, such as monkey orchid (Orchis simia), or insects, such as genus Phalaenopsis; their flowers supposedly resemble moths in flight, and that’s why they are known as the moth orchids.

On the left, monkey orchid (Orchis simia) (Photo taken by Ian Capper); On the right, orchids that resemble moths in flight (Phalaenopsis schilleriana) (Photo taken by Amos Oliver Doyle).

The bee orchids (Ophrys), for example, have a specialized lip that can really attract the hymenopterans. It’s because it reminds female shape and colours and it also emits smells which are similar to female pheromones, doing the pollination more effective.

Bee orchid (Ophrys apifera) (Photo taken by Hans Hillewaert).

On the other hand, there are also many curious cases like the Darwin’s orchid (Anagraecum sesquipedale). It’s characterized by its long spur between 25 and 35 cm in length. Darwin guessed it should exist a butterfly that could take the nectar located in the spur and pollinates the flower at the same time. Xanthopan morgani is able and it’s the only one, so it’s one coevolution case.

On the left, Darwin's orchid (Anagraecum sesquipedale)(Photo taken by Michael Wolf); On the right, Xanthopan morgani (Photo taken by Esculapio).

We can also see species with a high ornamental value, being the most of them from Asia and America. For example, the Cattleya genus has one of the highest floral value and it was used extensively for create new varieties. So, Cattleya has become very popular until today.  A good example is the easter orchid (Cattleya mossiae), which is also the national flower of Venezuela.

Easter orchid (Cattleya mossiae) (Photo taken by KENPEI).

When we speak of floral value, we can’t forget Rothschild’s slipper orchid (Paphiopedilum rothschildianum). It’s the most expensive orchid in world and it’s considered one of the most expensive flowers, too. Rothschild’s slipper orchid only lives in Mt. Kinabalu, on the island of Borneo, and it’s also one of the rarest orchids in nature of all of the species of Asian Slipper orchids.

Rothschild's Slipper Orchid (Paphiopedilum rothschildianum) (Photo taken by Orchi).

Furthermore, orchids are important in alimentation, being surely Vanilla planifolia the most relevant. It’s native to Mexico and vanilla is obtained of its fruits.

Vanilla (Vanilla planifolia) (Photo taken by Michael Doss).

REFERENCES

The following sources have been consulted in the elaboration of this entry:

• Bolòs, J. Vigo, R. M. Masalles & J. M. Ninot. 2005. Flora manual dels Països catalans. 3ed. Pòrtic Natura, Barcelona: pp. 1310.
• Phanerogamae notes, Degree of Environmental Biology, 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

In conclusion, orchids are important in different aspects and that’s why a biggest knowledge of their diversity and biology is necessary. If you liked this article, wouldn’t forget to share it. Thanks for your interest.

Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.