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Evolución para principiantes 2: la coevolución

Después del éxito de Evolución para principiantes, seguimos con un artículo para seguir conociendo aspectos básicos de la evolución biológica. ¿Por qué hay insectos que parecen orquídeas y viceversa? ¿Por qué gacelas y guepardos son casi igual de rápidos? ¿Por qué tu perro te entiende? En otras palabras, ¿qué es la coevolución?

¿QUÉ ES LA COEVOLUCIÓN?

Ya sabemos que es inevitable que los seres vivos establezcan relaciones de simbiosis entre ellos. Unos dependen de otros para sobrevivir, y a la vez, del acceso a elementos de su entorno como agua, luz o aire. Estas presiones mutuas entre especies hacen que evolucionen conjuntamente y según evolucione una especie, obligará a su vez a la otra a evolucionar. Veamos algunos ejemplos:

POLINIZACIÓN

El proceso más conocido de coevolución lo encontramos en la polinización. Fue de hecho el primer estudio coevolutivo (1859), a cargo de Darwin, aunque él no utilizara este término.  Los primeros en acuñarlo fueron Ehrlich y Raven (1964).

Los insectos ya existían mucho antes de la aparición de plantas con flor, pero su éxito se debió al descubrimiento de que el polen es una buena reserva de energía. A su vez, las plantas encuentran en los insectos una manera más eficaz de transportar al polen hacia otra flor. La polinización gracias al viento (anemofilia) requiere más producción de polen y una buena dosis de azar para que al menos algunas flores de la misma especie sean fecundadas. Muchas plantas han desarrollado flores que atrapan a los insectos hasta que están cubiertos de polen y los dejan escapar. Estos insectos presentan pelos en su cuerpo para permitir este proceso. A su vez algunos animales han desarrollado largos apéndices (picos de los colibríes, espiritrompas de ciertas mariposas…)  para acceder al néctar.

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

Es famoso el caso de la polilla de Darwin (Xanthopan morganii praedicta) del que ya hemos hablado en una ocasión. Charles Darwin, estudiando la orquídea de Navidad (Angraecum sesquipedale), observó que el néctar de la flor se encontraba a 29 cm del exterior. Intuyó que debería existir un animal con una espiritrompa de ese tamaño. Once años después, el mismo Alfred Russell Wallace le informó que había esfinges de Morgan con trompas de más de 20 cm y un tiempo más tarde se encontró en la misma zona donde Darwin había estudiado esa especie de orquídea (Madagascar). En honor de ambos se añadió el “praedicta” al nombre científico.

También existen las llamadas orquídeas abejeras, que imitan a hembras de insectos para asegurarse su polinización. Si deseas saber más sobre estas orquídeas y la de Navidad, no te pierdas este artículo de Adriel.

Anoura fistulata, murcielago, bat
El murciélago Anoura fistulata y su larga lengua. Foto de Nathan Muchhala

Pero muchas plantas no sólo dependen de los insectos, también algunas aves (como los colibríes) y mamíferos (como murciélagos) son imprescindibles para su fecundación. El récord de mamífero con la lengua más larga del mundo y segundo vertebrado (por detrás del camaleón) se lo lleva un murciélago de Ecuador (Anoura fistulata); su lengua mide 8 cm (el 150% de la longitud de su cuerpo). Es el único que poliniza una planta llamada Centropogon nigricans, a pesar de la existencia de otras especies de murciélagos en el mismo hábitat de la planta. Esto plantea la pregunta si la evolución está bien definida y se da entre pares de especies o por contra es difusa y se debe a la interacción de múltiples especies.

RELACIONES DEPREDADOR-PRESA

El guepardo (Acinonyx jubatus) es el vertebrado más rápido sobre la tierra (hasta 115 km/h).  La gacela de Thomson (Eudorcas thomsonii), el segundo (hasta 80 km/h). Los guepardos tienen que ser lo suficientemente rápidos para capturar alguna gacela (pero no todas, a riesgo de desaparecer ellos mismos) y las gacelas suficientemente rápidas para escapar alguna vez y reproducirse. Sobreviven las más veloces, así que a su vez la naturaleza selecciona los guepardos más rápidos, que son los que sobreviven al poder comer. La presión de los depredadores es un factor importante que determina la supervivencia de una población y qué estrategias deberá seguir la población para sobrevivir. Así mismo, los depredadores deberán encontrar soluciones a las posibles nuevas formas de vida de sus presas para tener éxito.

Guepardo persiguiendo una gacela. Foto de Federico Veronesi
Guepardo persiguiendo una gacela de Thomson en Kenya. Foto de Federico Veronesi

Lo mismo sucede con otras relaciones depredador-presa, parásito-hospedador o herbívoros-plantas, ya sea con el desarrollo de la velocidad u otras estrategias de supervivencia como venenos, pinchos…

HUMANOS Y PERROS… Y BACTERIAS

Nuestra relación con los perros, que data de tiempos prehistóricos, también es un caso de coevolución. Esto nos permite, por ejemplo, crear lazos afectivos con sólo mirarlos. Si quieres ampliar la información, de invitamos a leer este artículo pasado donde tratamos el tema de la evolución de perros y humanos en profundidad.

Otro ejemplo es la relación que hemos establecido con las bacterias de nuestro sistema digestivo, indispensables para nuestra supervivencia. O también con las patógenas: han coevolucionado con nuestros antibióticos, por lo que al usarlos indiscriminadamente, se ha favorecido la resistencia de estas especies de bacterias a los antibióticos.

IMPORTANCIA DE LA COEVOLUCIÓN

La coevolución es uno de los principales procesos responsables de la gran biodiversidad de la Tierra. Segun Thompson, es la responsable que existan millones de especies en lugar de miles.

Las interacciones que se han desarrollado con la coevolución son importantes para la conservación de las especies. En los casos donde la evolución ha sido muy estrecha entre dos especies, la extinción de una llevará a la otra casi con seguridad también a la extinción. Los humanos alteramos constantemente los ecosistemas y por lo tanto, la biodiversidad y evolución de las especies. Con sólo la disminución de una especie, afectamos muchas más. Es el caso de la nutria marina, que se alimenta de erizos.

Nutria marina (Enhydra lutris) comiendo erizos. Foto de Vancouver Aquarium
Nutria marina (Enhydra lutris) comiendo erizos. Foto de Vancouver Aquarium

Al ser cazada por su piel, el siglo pasado los erizos aumentaron de número, arrasaron poblaciones enteras de algas (consumidoras de CO2, uno de los responsables del calentamiento global), las focas que encontraban refugio en las algas ahora inexistentes, eran más cazadas por las orcas… la nutria es pues una especie clave para el equilibrio de ese ecosistema y del planeta, ya que ha evolucionado conjuntamente con los erizos y algas.

De las relaciones coevolutivas entre flores y animales depende la polinización de miles de especies, entre ellas muchas de interés agrícola, por lo que no hay que perder de vista la gravedad del asunto de la desaparición de un gran número de abejas y otros insectos en los últimos años. Un complejo caso de coevolución que nos afectaría directamente es la reproducción de la higuera.

EN RESUMEN

Como hemos visto, la coevolución es el cambio evolutivo entre dos o más especies que interactúan, de manera recíproca y gracias a la selección natural.

Para que haya coevolución se debe cumplir:

  • Especificidad: la evolución de cada carácter de una especie se debe a presiones selectivas del carácter de la otra especie.
  • Reciprocidad: los caracteres evolucionan de manera conjunta.
  • Simultaneidad: los caracteres evolucionan al mismo tiempo.

REFERENCIAS

Mireia Querol Rovira

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 orquídea
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.

orchis masculaDesarrollo 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.

Pleione_limprichtii_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.

Orchis simia & Phalaenopsis schillerianaA 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.

Ophrys apiferaOrquídea 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.

Angraecum_sesquipedale & XanthopaA 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.

Cattleya mossiaeFlor 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).

Paphiopedilum_rothschildianum_Orchi_108Rothschild'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.

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

REFERENCIAS

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.

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