Arquitecto-Paisajista
Guillermo Chaves Hernández
Orquídea de la colección de la Señora Ileana Terán en su jardín en la Hacienda La Laguna. Foto de Guillermo Chaves.
Una de las características de las plantas que más nos seducen, y de la que disfrutamos enormemente, es la sorprendente diversidad de las formas de las flores y sus colores. La flor es la estructura sexual de reproducción de las plantas, y es una de las manifestaciones de sexualidad más hermosas que hay en la naturaleza. (Como dijo Burle Marx alguna vez). Esta gran diversidad de formas y colores es producto de millones de años de evolución de las plantas.
Hace unos 130 millones de años emergió un grupo importante de vegetales que se adaptaron a una forma de reproducción sexual más sofisticada hasta entonces dentro de las plantas: la flor. A las plantas que evolucionaron su forma de reproducción a través de flores se les llaman “Angiospermas” que proviene de las palabras griegas para denominar “receptáculo” y “simiente”. A diferencia de las coníferas que producen las semillas en conos abiertos, las angiospermas encierran las suyas en un receptáculo o fruto. Este es el rasgo distintivo de un numeroso grupo de plantas que comprende más de 235 mil especies. De la nada surgen con fuerza desplazando a muchas otras especies hasta llegar a un predominio del 95% de plantas terrestres actuales. (1)
Orquídea de la colección de la Señora Ileana Terán en su jardín en la Hacienda La Laguna. Foto de Guillermo Chaves.
Si se comprimiera el tiempo geológico de la historia del planeta en una hora, las plantas con flor habrían aparecido en los últimos 90 segundos. Una vez arraigadas, hace 100 millones de años, se diversificaron rápidamente en una explosión de diferentes variedades. Actualmente, las especies con flores son 20 veces más numerosas que los helechos y las coníferas, que habían prosperado sin inconveniente por 200 millones de años antes que aparecieran las primeras flores. (2)
Las especies antecesoras de las angiospermas como los helechos y las coníferas tenían otras formas de reproducción, dejaban que el polen fuera llevado por el viento o por el agua (polinización pasiva), un método con mucho desperdicio. Estas plantas retrocedieron por efecto de la presión evolutiva de la última gran colonización vegetal, constituida por las plantas con flores, las cuales poseen ovario y producen frutos. Estas empezaron a predominar con un empuje incontenible que no ha cesado de aumentar, estableciendo nuevas relaciones, con adaptaciones de beneficio mutuo entre los animales y las plantas.
Un helecho arborescente en la Reserva Monteverde de Costa Rica. Una de las plantas primitivas que fueron desplazadas por la nueva generación de plantas con flor. Foto de Guillermo Chaves.
Los insectos al acudir a estas plantas encontraron en el polen una alta fuente proteica, ya que una muestra de polen arroja valores de entre 15 y 35% de proteínas, e indirectamente colaboraron con el transporte del mismo. Este sistema habrá resultado más eficiente que la polinización por el aire o anemofilia. Las plantas necesitaban un vector o agente polinizador fiable, que llevara el polen a otra flor o planta de la misma especie. Este mecanismo fue el inicio de un tipo de mutualismo solo posible por una asociación, en la que la planta ofrece algún tipo de recompensa al insecto y este transporta el polen. Esto dispara exponencialmente la diversificación de ambos factores involucrados.
Genealogía de las plantas angiospermas
A lo largo de la década de 1990, los descubrimientos de las flores fosilizadas en Asia, Australia, Europa, y América del Norte les han proporcionado a los paleobotánicos pistas importantes de cómo y cuándo surgieron estas plantas y al mismo tiempo, el campo de la genética ha introducido nuevas herramientas de búsqueda. También se han logrado comprobar con descubrimientos actuales muchas de las tesis e hipótesis planteadas por Darwin y sus contemporáneas. (3)
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Angraecum_sesquipedale02.jpg
En 1862, Darwin predijo que una orquídea selvática de flor alargada y honda (Sesquipedale de Angraecum, también llamada orquídea de Darwin), podría ser polinizada por una polilla con una estructura bucal igualmente larga. Tal insecto fue descubierto en 1903, en Madagascar, y nombrado Praedicta del morganii de Xanthopanpero, pero no se le observó polinizando a la orquídea hasta 1997. “Praedicta”, fue dado en honor del hecho de que Darwin predijo su existencia.
Charles Darwin y Alfred Russell Wallace, otro pionero de la teoría de la evolución, propusieron que las flores y los polinizadores se comprometen mutuamente en una carrera evolutiva. Alfred Wallace, contemporáneo de Darwin, teorizaba que los colores de las flores aparecieron progresivamente en las partes que empezaban a adaptarse a un método particular de polinización. Según su hipótesis, cuánto más atractiva resultaba una planta a los insectos, aumenta el índice de visitas y por lo tanto su éxito en la producción de semillas. Este proceso de selección natural evolucionó conjuntamente con los insectos, aves y otros agentes, desarrollándose nuevas formas de recompensa y variedad de formas y colores en función de los métodos de atracción animal. A este proceso se le denomina coevolución y prácticamente se encuentra representado en cada planta con flor y sus polinizadores.
Muchas plantas han evolucionado junto con sus polinizaciones creando complejas relaciones entre ellos. De igual manera los animales adaptaron sus cuerpos para ajustarse determinadas especies vegetales. Las plantas siempre han tenido que enfrentarse a la desventaja de ser el alimento de muchas especies, a otras se les suma que son estacionales, algunas cumplen su ciclo en un año. Sobrevivir para el reino vegetal significa la dispersión de semillas y esporas fértiles; a mayor distancia mejor para no tener a nuevos retoños compitiendo con sus padres, de allí la importancia del surgimiento de los pigmentos en este patrón de reproducción.
Muchas plantas han evolucionado junto con sus polinizaciones creando complejas relaciones entre ellos. De igual manera los animales adaptaron sus cuerpos para ajustarse determinadas especies vegetales. Las plantas siempre han tenido que enfrentarse a la desventaja de ser el alimento de muchas especies, a otras se les suma que son estacionales, algunas cumplen su ciclo en un año. Sobrevivir para el reino vegetal significa la dispersión de semillas y esporas fértiles; a mayor distancia mejor para no tener a nuevos retoños compitiendo con sus padres, de allí la importancia del surgimiento de los pigmentos en este patrón de reproducción.
De los estudios de los colores de las flores, una Ley de la Coloración Progresiva fue propuesta por Alfred Wallace. Esta sugería que los pétalos, los cuales se adaptaron de los estamentos (órgano sexual masculino) eran amarillos en las flores más primitivas, como algunas asteráceas, que tienen flores simples abiertas a la polinización por muchos insectos. La “water crowfoot” (Ranunculus peltatus) tiene pétalos blancos con color amarillo en la base, está adaptada a la polinización por insectos acuáticos.
Ranunculus peltatus http://www.wildflowersofireland.net/plant_detail.php?id_flower=308&wildflower=Water-crowfoot,%20Pond
Flores rojas como la peonia tiene ovarios ocultos y son polinizadas por las aves e insectos sensitivos a las longitudes de onda larga de la luz. Flores azules como la columbine (Aquilegia caerules) están altamente especializadas, tienen el néctar oculto profundamente dentro de sus partes inclinadas; estas atraen insectos con largas “lenguas”. Dicha teoría se está verificando con las nuevas herramientas tecnológicas. (4)
Aquilegia caerules http://sepwww.stanford.edu/~morgan/images/scenery/colorado/blue_lakes/html/bl01-columbine.html
La biología molecular, de desarrollo reciente, ha trazado la genealogía de las plantas angiospermas. Los resultados obtenidos hasta la fecha indican que hay una planta viviente con el linaje más antiguo que se ha datado, se remonta a 130 millones de años, pertenece a la familia Amborellaceae. Incluye solo una especie conocida, la Amborella trichopoda. Este fósil viviente sólo se encuentra en Nueva Caledonia, en el Pacífico Sur. Famosa entre los botánicos por su flora primigenia. La familia de las amboreláceas consta de un solo género y tiene una única especie. El rasgo distintivo de las angiospermas; que los órganos reproductivos masculinos y femeninos se colocan en la misma flor, no está presente en esta antigua especie.(5)
En Amborella los órganos masculinos (que producen polen) y femeninos (que contienen carpelos con semillas) se colocan en flores separadas. Esta es una característica sumamente rara si tenemos en cuenta que los antepasados del género tenían sus órganos reproductivos en la misma flor.
Menúfares en Kew Gardens, una planta de linaje muy primitivo. Foto de Guillermo Chaves.
Las siguientes de las más antiguas especies son las ninfeáceas (nenúfares) y las iliaceas (anises de estrella). Las magnoliaceas ostentan un antiguo linaje que se remonta a más de 100 millones de años de antigüedad en el registro fósil. La flor de la magnolia no produce néctar, sino más bien una fragancia que atrae a los escarabajos que la polinizan y semillas rojas que atraen a los pájaros que los dispersan. Fueron los mutualismos entre plantas y sus insectos polinizadores los que tuvieron un efecto importante durante la evolución de la biodiversidad terrestre actual. (Ramírez, Santiago)
Los escarabajos estaban entre los primeros insectos involucrados en la polinización, como tienen una vista muy pobre las plantas como las magnolias y los lirios de agua, que contaban con los escarabajos para su polinización, sus flores tienden a ser grandes, llamativas, blancas y fuertemente perfumadas. Los escarabajos han triunfado a lo largo de casi 300 millones de años. El éxito de su supervivencia se había atribuido a su nutrición herbívora y al surgimiento de las plantas con flores en el período Cretáceo, que comenzó hace unos 140 millones de años. Sin embargo, hoy se sabe que muchos linajes modernos de escarabajo aparecieron antes que las primeras plantas con flores. Lo que ha ocurrido es que han exhibido una capacidad excepcional para estilos de vida y alimentación. (6) Los primeros síndromes florales de polinización surgieron desde entonces. Los fósiles de escarabajos y moscas sugieren que deben haber actuado como polinizadores al verificarse que el contenido intestinal, las piezas bucales y estructura de las alas muestran adaptaciones. (7).
Plantas "carníboras" en Kew Gardens. Foto de Guillermo Chaves
Las moscas tienen lenguas cortas y son más sensibles a las longitudes de onda larga. Las flores que las atraen son fáciles de alcanzar y tienden a ser blancas, verdes, rojas o amarillas. No tienen tan buenas adaptaciones para la polinización como las abejas, no son tan vellosas ni tienen órganos para transporte de polen, pero en algunos casos efectúan la polinización. Las nueva técnicas para desentrañar las secuencias genómicas han permitido empezar a conocer las características de los genes y genomas implicados en la diversificación de las especies y su capacidad para adaptarse a nuevos hábitats. (8)
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Eristalis_arbustorum_2.jpg
Los escarabajos y moscas fueron los primeros polinizadores, es decir que el síndrome floral de polinización ya estaba bien establecido cuando aparecieron las avispas y abejas. (9)
Las avispas dieron origen a las abejas mielíferas, pero eran carnívoras; sin embargo, durante el proceso de divergencia evolutiva y durante el dominio de las angiospermas se empiezan a ver cambios en sus hábitos alimenticios dada la abundancia de proteína vegetal que estaba disponible desde esta época. Las avispas transformaron su dieta desde el consumo de insectos al polen. La utilización del polen con el mismo fin pudo darse por el consumo por las avispas de insectos que visitaban las flores que estaban cubiertos de polen. Algunas especies de insectos son claros ejemplos de coadaptación especializada, por ejemplo las avispas que visitan a las orquídeas Ophris y las avispas que polinizan los higos y muchas otras de singular. (9) Las avispas prefieren las flores pequeñas y rosadas o rojo oscuro.
Foto de Guillermo Chaves
La abeja fósil más antigua conocida (encontrada en ámbar de Birmania y descripta en 2006) pertenece al Cretácico temprano, presenta caracteres muy primitivos que la relacionan con las avispas. Se la denominó Melittosphex burmensis y se calcula que su edad es de alrededor de 100 millones de años. (9). Con la aparición de la abeja surge una especialista en la polinización floral que supuso la radiación adaptativa (proceso que describe la rápida especiación de una o varias especies para llenar muchos nichos ecológicos) de las plantas angioespermas.
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| Foto de Guillermo Chaves |
Las abejas aparecieron en la naturaleza como un insecto especializado en la polinización puesto que es más eficaz que las especies antecesoras. Las abejas desarrollaron especializaciones o adaptaciones que las llevaron a ser los polinizadores más eficientes de las flores. (10) Se calcula que la tercera parte de los alimentos humanos son polinizados por insectos, fundamentalmente abejas. Las abejas son insensibles al color rojo y prefieren las flores azules, violetas o amarillas. Las abejas poseen ojos sensibles al azul y al ultravioleta, con una sensibilidad máxima en esa longitud de onda. Perciben con dificultad el rojo, las flores rojas que visitan las abejas son porque reflejan la luz ultravioleta que estas pueden ver. Un gran número de flores polinizadas por abejas se caracterizan por poseer una especie de “esquema cromático” marcados por la ausencia de UV en ciertas zonas y gran presencia en otras, esquemas que guían a los insectos en busca de néctar hacia las anteras y que por lo tanto les permiten transportar el polen hasta otras flores. (11) Es decir que las flores cuentan con guías de néctar ultravioletas.
Las abejas y las hormigas son una forma especializada de su antecesor, la avispa.
Las hormigas pertenecen al orden de las Hymenoptera junto con las abejas y las avispas. Son insectos sociales; visitan flores frecuentemente y chupan néctar. Las hormigas evolucionaron de antepasados similares a una avispa a mediados del Cretáceo, hace entre 110 y 130 millones de años, diversificándose tras la expansión de las plantas con flor. Hay diversos factores que son comunes las especies vegetales polinizadas por hormigas; por ejemplo, se presentan en nichos muy especializados, principalmente en dos grandes áreas: los desiertos de clima mediterráneo, cuya vegetación se caracteriza por tener flores poco notorias (floración inconspicua), que no distrae a las hormigas de las plantas que polinizan. También están las flores de altas montañas, donde otros vectores polinizadores están ausentes por las condiciones ambientales adversas. Las plantas dan protección a la hormiga y ésta se beneficia de los hábitos sedentarios y su conducta social. (12) Las flores que atraen a las moscas imitan con sus colores a carne putrefacta y sus olores nauseabundos.
Los murciélagos pequeños, que hacen su labor de polinización en la noche, las flores tienen colores pálidos, fuerte aroma y abundante néctar.
Foto de Guillermo Chaves H.
Las mariposas nocturnas aparecen sobre la tierra entre los 150 y 75 millones de años, conviviendo con los grandes dinosaurios. Las diurnas en cambio, evolucionaron de las nocturnas, apareciendo hace alrededor de unos 48 millones de años, según se ha datado por el estudio de los fósiles primitivos hallados. (13) Existen más de 150.000 especies conocidas de lepidópteros, sólo 10% son mariposas diurnas, el resto son nocturnas o polillas. Las mariposas no pueden enfocar su vista por lo que apenas ve tonos azules, esto es debido a que los ojos de las mariposas son estructuras esféricas de gran tamaño compuestos por miles de ommatidias (sensor minúsculo) de forma hexagonal. Cada uno dirigido en un ángulo levemente diferente de los otros. Las mariposas son capaces de ver, virtualmente, en cualquier dirección simultáneamente aunque solo pueden distinguir el color de una franja muy delgada del espectro de luz. Captan bien el movimiento y si es de noche o día. Las mariposas son atraídas por los colores amarillos y rojos aunque las especies que polinizan varían en un rango del espectro que va de los rosados a los azules. Las mariposas nocturnas no dependen del color como atractivo por lo que las flores suelen ser blancas o de colores pálidos.
Foto de Guillermo Chaves
Las aves son un caso especial: tienen un sentido de la vista refinado, las aves ven como colores distintos las longitudes de onda ultravioleta. Los conos ultravioleta hacen que la visión de las aves sea tetracromática, más sofisticada que la del ser humano que es tricromática. Los seres humanos poseemos tres clases de conos sensibles en el rojo, verde y azul. Las aves no sólo ven estos colores sino el ultravioleta, y otros colores que ni siquiera podemos imaginar. (14)
Especialmente en los trópicos, las aves junto con los insectos asumen la labor de transportar el polen, estas especies tienen un metabolismo alto y necesitan más néctar que algunos de los más voraces insectos, por eso visitan cientos de flores. Las flores se adaptaron al pobre sentido del olfato y la excelente visión del color de las aves mieleras, aves diurnas y colibríes y por lo general están coloreadas de acuerdo a la sensibilidad del espectro de las aves: rojo es el más común, luego el naranja, amarillo, azul, violeta, blanco y crema. Las plantas empezaron a producir néctar y otros productos como parte de sus reacciones químicas y ofrecerla como alimento para los visitantes, en esta interacción se generó una mayor interdependencia, y el color de las flores empezó a tornarse más especializado. La evolución también ha producido nuevas especies de insectos y pájaros atraídos por nuevas variedades de flores. Por eso no deja de sorprendernos tanta diversidad. También admiramos otras adaptaciones de las flores que facilitan la orientación de los agentes polinizadores, como presencia de manchas, excrecencias, guías de néctar o altos contrastes sirven para distinguir las flores del follaje. (15)
Foto de Ricardo Chaves
Como podemos ver los colores, formas y aromas de las flores son el resultado de un proceso de millones de años de evolución, donde la selección natural ha actuado en los organismos y los ha diversificado de tal manera que hoy ni siquiera hemos terminado de identificar toda esa vastedad. Sus características más favorables con respecto a su ambiente fueron la clave para asegurar su descendencia, ser exclusivo y contar con una estrategia única es lo que hace que hoy contemos con un mundo “megadiverso”. Obviamente los seres humanos hemos llegado a tener una comprensión parcial de toda esta complejidad. Aunque nos creemos que nuestro sistema visual está en la cúspide del éxito evolutivo y que nuestra percepción es superior a cualquier ser viviente, pero la verdad es que solo somos un eslabón en la evolución y como sabemos este proceso apenas empieza.
Foto de Guillermo Chaves
(2) Klesius, Michael. El Gran Florecimiento. National Geographic. Julio del 2002. Pág. 104
(3) National Geographic, julio del 2002.
(4) Varley Hellen. Color. 1980. Pág. 27
(11) A Colombo, Los colores del jardín. Pag. 31
Ramírez Santiago, Harvard University. Resumen de la investigación http://www.faae.org.co/colombiabiodiversa/resenas/r_trabajo_2005_01.htm?keepThis=true&TB_iframe=true&height=400&width=640
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excelente artículo!!!!!!!
ResponderEliminarMuchas gracias!!!!!!!!!!!!!!!! :D esta excelente,andaba buscando informacion hace rato y la encuentro aqui!!! mil gracias
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