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Las epífitas, las plantas que no necesitan suelo

Frecuentemente se dice que las plantas epífitas viven del aire y realmente lo parece, ya que son plantas que casi no necesitan de suelo para desarrollarse; aprovechan troncos para crecer y trepar en busca de la fuente de energía más buscada en los bosques tropicales: el sol. En este artículo describimos las adaptaciones de las epífitas y los grupos más comunes y espectaculares de estas plantas increíbles.

Adaptaciones de las epífitas

Las plantas epífitas son aquellas que viven sobre otra planta sin parasitarla, sin afectar negativamente ninguno de sus órganos o funciones. Las epífitas aprovechan la estructura de otras plantas como suporte físico, para crecer hacia el dosel de los bosques sombreados, aprovechando los troncos y ramas de árboles más viejos para llegar a una altura mayor y captar la luz del sol. Las epífitas nunca tocan el suelo, ¡están adaptadas a vivir del aire!

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Diversas especies de Catctaceae, Bromelaceae y helechos epífitos creciendo a lo largo de un tronco del bosque tropical húmedo en Brasil. Fuente: Barres Fotonatura.

Son plantas que presentan adaptaciones sorprendentes a este hábito de vida, como:

  • La capacidad de captar agua y nutrientes del aire, la lluvia y de la pequeña cantidad de suelo o restos orgánicos que puedan quedarse presos al tronco de los árboles donde enraízan.
  • Las raíces que desarrollan no tienen la función de captar nutrientes sino la de sujetarse.
  • Frecuentemente, desarrollan estructuras para acumular la humedad.

Aunque las epífitas dependen de su huésped para conseguir sus nutrientes y no tienen el objetivo de parasitarlo, a veces crecen tanto que acaban sobrecarganlo y matando su suporte. Este es el caso de algunos Ficus (Moraceae), dichos “estranguladores”, que desarrollan sus raíces aéreas alrededor de otros troncos hasta no dejarlo crecer más.

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Estructura hueca que dejan las raíces del Ficus estrangulador una vez muerto su huésped. Fuente: Wikipedia.com.

Gracias a la contribución de las epífitas podemos decir que el bosque tropical húmedo está organizado en un gradiente vertical a lo largo de los troncos de los árboles, donde encontramos la diversidad de organismos organizada según la distancia al suelo. Las epífitas son responsables en gran parte de la biodiversidad extremamente rica que hace que los bosques húmedos tropicales sean uno de los ecosistemas más complejos de la Tierra. Además de proporcionar diferentes estratos de vegetación en altura, las epífitas proporcionan refugio y nutrientes a varias especies de insectos y anfibios, que aprovechan el agua acumulada en sus hojas o el cobijo que generan en medio del tronco para hacer el nido.

Las plantas epífitas se encuentran mayoritariamente en bosques tropicales húmedos, donde se han registrado árboles con docenas de epífitas encima. En climas temperados o hasta en desiertos, también encontramos especies epífitas tolerantes a la sequía.

Diversidad de epífitas

Alrededor de 25.000 especies tienen actualmente esta forma de vida. Las epífitas más conocidas y comunes son las familias Bromeliaceae, Orchidaceae y el grupo de los helechos. El epifitismo ha aparecido varias veces a lo largo de la evolución y encontramos ejemplos en otras familias de espermatófitas (plantas con tronco y semilla) tropicales como son las Ericaceae, Gesneriaceae, Melastomataceae, Moraceae y Piperaceae y en plantas sin semilla (líquenes, musgos y hepáticas) en climas temperados.

Orquídeas

La familia de las orquídeas es donde encontramos más especies de epifitas, con más de 20 géneros tropicales exclusivamente epífitos, de entre los que destacan por el número de especies los géneros Bulbophyllum (1800) y Dendrobium (1200). El género de orquídeas epifitas Phalaenopsis (60 especies) se cultiva alrededor del mundo por su belleza. De hecho, muchas plantas usadas en jardinería de interior son epifitas por sus pocos requerimientos en nutrientes y agua.

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Varias orquídeas del género Epidendrum. Fuente: Barres Fotonatura.

Pero de entre las orquídeas, queríamos destacar otra conocida por motivos bien diferentes: la Vainilla (Vanilla planifolia), originaria de México y América central, donde se consumía mezclada con cacao. Se importó a la Isla de Reunión y Madagascar (actualmente, primeros productores mundiales) por los españoles cuando descubrieron su aroma. Los cultivos de vainilla imitan su forma natural de crecer, sobre los árboles, y no plantan la vainilla en el suelo, sino sobre troncos.

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Cultivo de Vainilla. Fuente: pixabay.com.

La parte que se consume de la vainilla es el fruto aún inmaduro, que pasa por un proceso de curación.

Las orquídeas tienen uno de los sistemas de polinización más complejos de todo el mundo vegetal, con varios casos de coevolución monoespecífica ligada a insectos o colibríes. La vainilla no deja de ser un ejemplo, ya que es polinizada por abejas y colibríes nativos de México, así que la polinización en las áreas de cultivo no se da de forma natural y se debe hacer a mano. Normalmente mujeres y niños todavía practican esta técnica artesanal polinizando cada una de las flores de vainilla para obtener su fruto tan preciado. De hecho, el peso, es el cultivo más caro del mundo y ¡no es para menos!

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Flor de Vanilla planifolia. Fuente: Wikipedia.com.

Bromelias

Las Bromeliáceas o claveles del aire incluyen más de 3000 especies neotropicales, la mayoría de ellas de forma epífita. Los géneros más abundantes y ricos en especies son Tillandsia (450), Pitcairnia (250), Vriesia (200), Aechmea (150) y Puya (150). Las hojas de las bromelias crecen en roseta y tienen una forma imbrincada, característica que facilita la acumulación de agua dentro de esta estructura. El cultivo de bromelias se ha llegado a prohibir en Brasil (donde son nativas un 43% de especies de esta familia) por desconocimiento, ya que se pensaba que esta agua favorecía la reproducción del mosquito Aedes aegypti, transmisor de los virus de la Zika, chikungunya y dengue. Cuando en realidad las bromelias tienen compuestos secundarios que precisamente evitan la proliferación de huevos y larvas de este mosquito, a la vez que el agua que queda presa en el interior de las hojas crea un microhábitat que acumula nutrientes que alimentan otros insectos, anfibios y pájaros nativos que ayudan a combatirlo. Sus flores tienen colores muy vivos y son acompañadas por brácteas también bien vistosas para atraer la atención de los polinizadores, principalmente colibríes y murciélagos. Muchas bromelias se usan mucho como plantas ornamentales, especialmente del género Tillandsia y Guzmania.

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Agua acumulada en el interior de una bromelia. Fuente: Otávio Nogueira, Creative Commons.

Epífitas de climas temperados

De entre los helechos epifitos, uno de los más conocidos es el cuerno de ciervo (Platycerium bifurcatum), muy usada como planta ornamental. El cuerno de ciervo es nativo de Australia pero se encuentra en todas las áreas húmedas tropicales para su uso en horticultura. Desarrolla dos formas de hoja: la primera tiene forma de riñón y no produce esporas, su función es adherirse al tronco. Estas hojas con el tiempo adquieren una coloración marrón y forman una base desde donde crecen los otros tipos de hojas, que son fértiles y por tanto producen esporas. Son largas y bifurcadas y pueden crecer hasta 90 cm de largo. Las esporas de este helecho son producidas en el ápice de las hojas fértiles, que adquieren una apariencia aterciopelada.

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Apariencia de los dos tipos de hojas del cuerno de ciervo. Fuente: Barres Fotonatura.

En bosques templados, las epifitas más comunes son líquenes. De entre los líquenes, destacamos el género Usnea o barba de capuchino. Es un género de líquenes cosmopolita que crece sobre coníferas y árboles caducifolios. Estos líquenes de coloración grisácea, crecen en forma de cortinas que cuelgan de los árboles. Curiosamente, hay una especie de bromelia epífita que recuerda mucho a las Usnea por esta particular forma de crecer. Su nombre es musgo español (Tillandsia usneoides) pero no es ni un musgo ni un liquen, sino una bromelia también de hábito epífito, de hojas muy pequeñas que van creciendo de forma encadenada hacia el suelo. Tampoco se encuentra en España, sino que vive en el continente americano.

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Crecimiento en forma de barbas o cortinas del líquen Usnea articulata (izquierda) y la Bromelia Tillandsa usneoides (derecha). Fuente: Barres Fotonatura y Wikipedia.com.

Las plantas epifitas todavía son poco conocidas porque las técnicas de escalada sobre todo en medio del bosque húmedo tropical, hace poco tiempo que se han desarrollado y su estudio es más bien reciente comparado por ejemplo con las plantas carnívoras o parásitas. ¡Muchas aún están por descubrir!

REFERENCIAS

Benzing, D.H. 1990. Vascular Epiphytes: General Biology and Related Biota. Cambridge: Cambridge University Press.

Smith N., Mori S. A., Henderson, A., Stevenson D. W. & Heald, S. V. 2004. Flowering Plants of the Neotropics. New Jersey, USA: The New York Botanical Garden, Princeton university press.

http://www.kew.org/science-conservation/plants-fungi/vanilla-planifolia-vanilla

https://www.anbg.gov.au/gnp/interns-2004/platycerium-bifurcatum.html

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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.

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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.

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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.

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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: CecropiaAzteca 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.

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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.

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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/

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.

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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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