Arxiu d'etiquetes: orquídies

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.

14374841786_121feb4632_o.jpg
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.

Cacatua_Acacia.jpg
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.

3748563123_eeb32302cf_o.jpg
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: CecropiaAzteca 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.

6762814709_6dfaf49fff_o.jpg
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.

Difusió-català

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/

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 flor orquidiaParts 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.

orchis masculaCreixement 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.

Pleione_limprichtii_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.

Orchis simia & Phalaenopsis schillerianaA 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.

Ophrys apiferaOrquídia 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.

Angraecum_sesquipedale & XanthopaA 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).

Cattleya mossiaeFlor 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).

Paphiopedilum_rothschildianum_Orchi_108Rothschild'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.

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

REFERÈNCIES

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 CommonsLicencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.