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viernes, 25 de septiembre de 2015

De insectos polinizadores y la fragancia de las flores

La fragancia de las flores depende del tipo de polinización. Así lo confirma un equipo de investigadores del Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF), dirigido por Josep Peñuelas, en España, que ha comprobado que las flores polinizadas por insectos liberan más variedad y más cantidad de compuestos químicos responsables de su perfume que las polinizadas con el viento. El trabajo se publica en la revista Biochemical Systematics and Ecology.


Las plantas con flor tienen diferentes estrategias para reproducirse y no todas huelen igual. Por un lado, las plantas anemófilas se polinizan con el viento "como los olivos, que tienen flores con polen que se desprende y es transportado fácilmente con el viento", dice el investigador del CREAF y primer autor del estudio Gerard Farré-Armengol.

Por otra parte, las plantas entomófilas se reproducen gracias a los insectos, que transportan el polen de una flor a otra a la vez que se alimentan del néctar de las flores, "la flor de San Juan, por ejemplo, tiene una de las fragancias más características y es especialmente atractiva para los insectos", dice Farré-Armengol.

El estudio ha analizado las moléculas responsables del perfume de las flores. Son los llamados compuestos orgánicos volátiles (VOC, por sus siglas en inglés) y principalmente son terpenos y sus derivados. El contenido de estos compuestos químicos es mucho más elevado en las plantas entomófilas, lo que demuestra que las plantas que se polinizan por insectos tienen una fragancia más potente y detectable.

Los investigadores atribuyen estas diferencias a que las flores entomófilas necesitan atraer a los insectos con señales, que pueden ser visuales con los colores vistosos de los pétalos, o bien químicas, producidas por los compuestos volátiles percibidos con el olfato.

"Las flores y los insectos han evolucionado conjuntamente y han desarrollado unos mecanismos de atracción y detección respectivamente muy perfeccionados de que ambos se benefician", explica Farré-Armengol. También se ha constatado que las flores liberan un tipo de compuestos volátiles u otro dependiendo del grupo de insectos que las polinizan. "Por ejemplo, las flores polinizadas por mariposas no tienen la misma fragancia que las que normalmente se polinizan por abejas", comenta Farré-Armengol.

Algunas plantas como el tomillo o la salvia son entomófilas y dejan la puerta abierta a los insectos polinizadores, pero a la vez pueden fecundarse a sí mismas para que sus gametos masculinos y femeninos sean compatibles.

"Se trata de una estrategia de reproducción útil cuando hay pocos insectos polinizadores al alcance", dice Farré-Armengol. Hasta ahora se consideraba que estas especies autocompatibles no necesitaban emitir señales químicas muy potentes porque si podían autoreproducirse la polinización cruzada mediante la intervención de los insectos quedaba en un segundo plano. Sorprendentemente, el estudio revela que estas plantas entomófilas y autocompatibles son las que tienen las fragancias más potentes y más diversas.

El estudio revela que estas plantas entomófilas y autocompatibles son las que tienen las fragancias más potentes y más diversas.

"El hecho de encontrar fragancias fuertes en plantas que podrían reproducirse ellas mismas remarca aún más el papel de los insectos polinizadores en los ecosistemas. Las plantas prefieren que las polinicen estos animales para que así intercambien el polen con flores de otras plantas. De esta manera mantienen la variabilidad genética de los individuos y aseguran la supervivencia de la especie", concluye el investigador Farré-Armengol. (Fuente: Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales).

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lunes, 20 de julio de 2015

Estudio de la USACH, refuta la hipótesis sobre la colonización de especies invasoras, planteada por Charles Darwin

Fuente: Fuente: USACH/DICYT

En 1859 Charles Darwin publicó El origen de las especies, donde señaló que una especie invasora que exhibe un alto grado de parentesco evolutivo (relación filogenética) con la comunidad que invade, tendría escasas posibilidades de establecerse, pues la “lucha por la existencia” sería más intensa entre especies emparentadas. No obstante, experimentos actuales del investigador de la Facultad de Química y Biología y del Cedenna, el doctor Sergio A. Castro, en Chile, concluyeron algo diferente.

“Mucha gente ha aceptado, por la posición que alcanzó Darwin en la ciencia, sus hipótesis como hechos incontrovertibles. Sin embargo, muchas de ellas descansan sobre mecanismos no evaluados. Esto es una situación que se da en el desarrollo de las ciencias, ya que usualmente aparecen las observaciones, las que son puestas a prueba posteriormente”, señala el investigador del Laboratorio de Ecología y Biodiversidad de la Universidad de Santiago (USACH), Sergio A. Castro.

Doctor Sergio A. Castro, responsable de la investigación. (Foto: USACH)

Para poner a prueba la hipótesis de Darwin, junto al equipo de investigación que dirige, desarrolló un proyecto Fondecyt que dio origen a la publicación Evaluación de Hipótesis de Naturalización de Darwin en experimento de un conjunto de plantas: Las relaciones filogenéticas no determinan colonización éxito. Este artículo apareció en la prestigiosa revista Plos One, actualmente la revista científica más grande del mundo y con un alto factor de impacto (Q1) en relación a sus citaciones.

“A un territorio se pueden introducir diversas especies y varias pueden terminar por establecerse poblacionalmente como si fueran nativas; es decir, con independencia de la acción humana. Esto es lo que se considera una especie naturalizada. En nuestro experimento observamos la colonización de una planta sobre distintas comunidades vegetales, estas últimas con diferentes niveles de parentesco en relación a la invasora. Si Darwin tenía razón, se hubiese registrado una tendencia de establecimiento de la invasora dependiendo del parentesco evolutivo. Sin embargo, luego de tres años, evaluamos los resultados y no apoyaron la hipótesis de Darwin”, relata el académico.

El experimento se desarrolló en la localidad de Batuco y se seleccionaron 15 especies. Una de estas fue la lechuga silvestre (Lactuca), la que fue escogida como especie colonizadora o invasora y entre las 14 restantes, entre las cuales se encontraban la manzanilla, haba, rúcula, etc. se conformaron comunidades experimentales. Con estas plantas se desarrollaron cinco tratamientos, diferenciados por distancias filogenéticas con Lactuca, los cuales no mostraron dependencia de su colonización en relación al parentesco filogenético.

Lactuca perennis 

“En nuestro estudio todas las plantas pudieron convivir, independiente de sus parentescos. Por esto, los resultados manifiestan que la hipótesis de Darwin no tiene un respaldo tan sólido o por lo menos no es tan general como él lo planteaba”, indica Castro.

El investigador también ha evaluado la hipótesis de naturalización de Darwin analizando la composición de la flora chilena y las plantas exóticas que han sido introducidas. En esta publicación no solo logró concluir que la hipótesis no se cumplía, sino que emergían resultados en el sentido opuesto.

“Detectamos que una especie de otro ambiente puede llegar a Chile central y encontrar parientes que sobreviven muy bien en este clima. Estos mismos parientes le pueden entregar polinizadores y dispersores de semillas, haciendo de su naturalización algo más probable, contrario a lo esperado por la hipótesis de Darwin”, expresa.

A lo largo de las últimas décadas se ha observado un mayor interés de la ciudadanía en saber cómo las diversas actividades de la humanidad afectan al medio ambiente. El foco se ha centrado en el cambio climático, obviando otros aspectos como la introducción de las especies, sea flora o fauna, en territorios donde no son nativos. Estos aspectos son observados como parte del cambio global.

“Chile es una isla biogeográfica. Tiene una cordillera, un desierto y un océano que lo aíslan, por lo que su flora ha evolucionado desde hace más de 180 millones de años aislada del mundo. Sin embargo, en los últimos siglos se han introducido especies que son un riesgo para las especies nativas”, explica Castro.

Tal es la particularidad biogeográfica de Chile central que es considerado uno de los 35 “Hot Spot” (puntos calientes) de biodiversidad del planeta. Estos sitios representan lugares que concentran un alto porcentaje de especies endémicas, pero que al mismo tiempo su conservación se encuentra amenazada producto del impacto humano.


“Una especie introducida puede generar la extinción de otra nativa, erosionando nuestra biodiversidad. En la actualidad, nuestra diversidad de especies de plantas exóticas es alta en comparación a la flora nativa. La pregunta es qué podemos hacer para prevenir esto. Es muy poco lo que podemos hacer en un escenario de globalización, pero sí podemos generar diagnósticos para evitar que algunas especies entren y que además se naturalicen”, sentencia el investigador del Laboratorio de Ecología y Biodiversidad de la Facultad de Química y Biología, y del Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología (Cedenna).


martes, 14 de julio de 2015

El microecosistema de la plantas cojín, como la Azorella compacta (Llareta o Yareta)

Las plantas cojín crean suelo y dan cobijo a cientos de especies que de otro modo no podrían sobrevivir en la alta montaña.

Muchas plantas forman cojines en forma de cúpula cuando crecen a modo de corales cerebro de las montañas. Algunas de ellas, como la llareta o yareta (Azorella compacta) que vive en el desierto de Aracama, pueden vivir hasta unos 8000 años (ver foto). Así que también se encuentran entre las plantas más longevas.

Pese a la apariencia mullida, las estructuras que forman estas plantas pueden ser bastante compactas (aunque no macizas) y tienen una función: es la forma que tiene la planta de defenderse de las duras condiciones en las que viven. Ese aspecto en forma de cúpula les protege de las temperaturas extremas, del viento y de la evaporación. Por tanto, estas plantas son muy tolerantes al estrés abiótico, como el que provocan las sequías y las bajas temperaturas.

Pero en su interior hay algo maravillo: toda una comunidad biológica compuesta de cientos de especies que sobreviven gracias a este tipo de estructuras, a salvo del viento, bajo temperaturas moderadas y con una buena humedad. Sobreviven gracias a la protección que proporciona la planta, al microambiente credo por la planta, como en el caso de la Potentilla biflora.

Dentro de esas estructuras viven desde microorganismos a animales pequeños y cada especie de planta cojín posee su propia estructura particular de cúpula que es explotada por una diferente comunidad de seres.

Igor Volkov y Irina Volkova (Universidad del Estado de Tomsk) estudiaron en las montañas Altai este tipo plantas a altura entre los 1750 y los 4000 metros. Descubrieron que la temperatura oscila mucho menos dentro de estas cúpulas. En el exterior la temperatura variaba de los 15 grados de máxima a por debajo de cero, mientras que en el interior de estas estructuras vegetales la temperatura se mantenía en unos confortables 5-7 grados.

El interior favorece la proliferación de vida microbiana, pues las hojas del interior se quedan atrapadas y son transformadas en compost por la comunidad microbiana, material que, a su vez, sirve de nutriente a la propia planta.

Así por ejemplo, el suelo que hay por debajo de la Potentilla biflora contiene 15 veces más humus que el terreno circundante y más rico en nitrógeno y fósforo. Esto favorece que otras especies vivan en el interior.

Otro equipo liderado por Yang Yang (Academia China de Ciencias en Kunming) ha estudiado este tipo de plantas en las montañas Heng Duan de la cordillera del Himalaya. Encontraron que el número de especies de plantas que viven dentro de este tipo de cúpulas es un 30% mayor que en el exterior. Especies que, en algunos casos, no podrían vivir en ese exterior.

Lo que es más, conforme la altitud es mayor y las condiciones empeoran, el número de especies en el exterior va disminuyendo, mientras que las de interior se reducen menos rápidamente.

Se ha propuesto el uso de este tipo de plantas formadora de cojines para recuperar los ecosistemas alpinos que tengan el suelo degradado. Su reimplantación produciría una cascada de efectos beneficiosos para este tipo de ecosistemas y su presencia podría ser clave para preservar la biodiversidad de este tipo de ambientes.

Referencia