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/

La vida secreta de les abelles

De ben segur que, en pensar en una abella, et vingui al cap la imatge d’una colònia d’insectes molt ben organitzada, voleiant al voltant d’una bresca formada per cel·les de cera ben delimitades i plenes de mel.

Però el cert és que no totes les abelles de les que es té coneixement avui en dia s’organitzen en societats jerarquitzades ni totes elles fabriquen mel. Tot el contrari: la major part de les espècies desenvolupen formes de vida solitàries totalment contràries a la imatge clàssica de l’abella de la mel, tan apreciada pels apicultors.

Al llarg d’aquest article, tractaré de resumir les diferents formes de vida de les abelles amb la finalitat d’esclarir una mica tot aquest assumpte.

INTRODUCCIÓ

Les abelles configuren un grup d’insectes molt divers dins l’ordre dels Himenòpters, el qual també inclou les vespes i les formigues. Avui en dia es coneixen al voltant de 20.000 espècies d’abelles arreu del món, encara que es sospita que n’hi podria haver moltes més sense classificar. La seva distribució és quasi planetària, doncs a excepció de l’Antàrtida es poden trobar en tots els continents del món i pràcticament en tots aquells hàbitats on hi creixen plantes amb flors.

Les abelles tenen un gran interès ecològic ja que, al marge de presentar diferents formes de vida, gairebé totes viatgen de flor en flor recollint nèctar i pol·len per nodrir-se tant elles com a les seves larves, el que al seu torn propicia el fenomen de la pol·linització; així doncs, la seva activitat contribueix a potenciar la biodiversitat floral de la zona.

Exemplar d’Apis mellifera o abella de la mel (Foto de Leo Oses en Flickr)

Ara bé, encara que en general comparteixin una alimentació basada en nèctar i pol·len, no totes les espècies d’abelles desenvolupen els mateixos hàbits de vida.

FORMES DE VIDA DE LES ABELLES

ABELLES SOLITÀRIES

La majoria d’espècies d’abelles a escala mundial, al contrari del que és habitual pensar, són solitàries: neixen i es desenvolupen soles, es reprodueixen en un moment molt concret de la seva vida en trobar-se grups de mascles i femelles i, finalment, moren soles. Si bé es cert que algunes d’aquestes abelles viuen en grups, en cap cas cooperen entre elles com sí ho fan les abelles colonials.

En les formes solitàries, són les femelles les que construeixen, sense ajuda de cap altre exemplar, un niu format per una o vàries cel·les separades (o no) per envans de diferents materials (fang, material vegetal mastegat, fulles, etc.); posteriorment, proveeixen aquestes cel·les amb pol·len i nèctar (l’aliment perfecte per les larves) i, finalment, hi dipositen els ous. Aquests nius, a diferència dels ruscs, tendeixen a ser molt discrets, essent difícils de reconèixer a simple vista.

Niu d’abella solitària; s’aprecien els envans, 
el pol·len i els ous a dins de cada cel·la (Foto de USDA)

El lloc on les abelles solitàries construeixen el niu és molt variable: sota terra, dins de fulles recargolades, a l’interior de closques de cargol buides o, fins i tot, en cavitats preestablertes (artificials o construïdes i abandonades per altres animals), entre d’altres.

Aquestes abelles no es generen massivament a l’interior d’un rusc ni fabriquen mel, essent aquests els motius principals i més probables pels quals gaudeixen de menys fama que l’abella de la mel o Apis mellifera, la qual sí construeix ruscs. La majoria d’estudis relacionats amb abelles es focalitzen en aquesta espècie, deixant en segon pla l’estudi i protecció de les formes de vida solitàries, tot i ser aquestes les majors contribuents a la pol·linització degut al seu elevat número i diversitat; algunes, fins i tot, són pol·linitzadores exclusives d’una única espècie de planta, fet que revela una estreta relació entre ambdós organismes.

Existeix una gran varietat d’abelles solitàries de diversa morfologia:

1) Exemplar d'Andrena sp. (Foto de kliton hysa a Flickr); 
2) Exemplar de Xylocopa violacea, l'abella fustera o abellot negre (Foto de Nora Caracci fotomie2009 a Flickr); 
3) Exemplar d'Anthidium sp. (Foto de Rosa Gambóias a Flickr).

Dins les abelles solitàries també existeixen formes paràsites: abelles que s’aprofiten dels recursos d’altres insectes (fins i tot d’altres abelles), és a dir, dels hostes, causant-los un greuge. Aquest és el cas de les abelles del gènere Nomada sp., les espècies del qual dipositen els ous dins els nius d’altres abelles; en néixer, les larves paràsites s’alimenten del nèctar i el pol·len del niu que parasiten, deixant a les abelles parasitades sense recursos. Aquest tipus concret de parasitisme es coneix com a cleptoparasitisme (klepto = robar), atès que les larves paràsites roben, literalment, l’aliment de les larves de l’espècie hoste.

Exemplar de Nomada sp. (Foto de Domingo Roldan a Flickr)

ABELLES PSEUDOSOCIALS

Deixem de banda les formes solitàries i, avançant en complexitat, ens trobem amb les formes pseudosocials: abelles que formen grups relativament organitzats i jerarquitzats, però sense arribar mai a l’alçada de les formes verdaderament socials, com és el cas d’Apis mellifera.

Possiblement, l’exemple més famós és el de l’abellot (Bombus sp.). Aquestes abelles formen colònies en les que la o les reines (femelles fecundades) són els únics exemplars que sobreviuen a l’hivern; la resta, mor degut al fred. Gràcies a elles, però, les colònies tornen a revifar durant la primavera següent.

Exemplar de Bombus terrestris o borinot (Foto de Le pot-ager "Je suis Charlie" a Flickr).

ABELLES EUSOCIALS

Finalment, les abelles més evolucionades en quan a complexitat de la seva estructura social són les abelles eusocials o verdaderament socials. L’únic cas reconegut avui dia és el de l’abella de la mel o Apis mellifera.

Donat que l’objectiu d’aquest article era desmentir el mite que “totes les abelles formen colònies, construeixen ruscs i fabriquen mel”, només diré que aquestes abelles formen complexes estructures socials jerarquitzades (un fenomen molt rar, també observat en tèrmits i formigues) liderades normalment per una única reina, construeixen grans ruscs formats per bresques de cera i produeixen mel, un producte d’elevat contingut calòric molt apreciat per l’ésser humà.

Exemplars d’Apis mellifera sobre una bresca plena de mel (Foto de Nicolas Vereecken a Flickr).

Com hem pogut veure, les abelles solitàries juguen un rol vital en termes de pol·linització, motiu pel qual haurien d’estar molt més protegides. En canvi, continuen sent les abelles de la mel les que s’enduen la major part de l’atenció degut, sobretot, als recursos directes que aquestes aporten a l’ésser humà.

REFERÈNCIES

• Apunts i memòria personals de les pràctiques acadèmiques del grau en Biologia Ambiental realitzades al curs 2013-2014 al CREAF (Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals). Universitat Autònoma de Barcelona.
• O’toole, C. & Raw A. (1999) Bees of the world. Ed Blandford
• Pfiffner L., Müller A. (2014) Wild bees and pollination. Research Institute of Organic Agriculture FiBL (Switzerland).
• Solitary Bees (Hymenoptera). Royal Entomological Society: http://www.royensoc.co.uk/insect_info/what/solitary_bees.htm
• Stevens, A. (2010) Predation, Herbivory, and Parasitism. Nature Education Knowledge 3(10):36

Si t’ha agradat aquest article, no dubtis a compartir-lo a través de les xarxes socials per fer-ne difusió. Gràcies a la vostra col·laboració, la divulgació de la ciència i la natura arriba a molta més gent!

Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.