jueves, 17 de julio de 2014

11 ANGIOSPERMAS V, DISPERSIÓN DE LAS SEMILLAS

Los vegetales se caracterizan por su falta de movilidad, y aun así son capaces de dispersarse de un lugar a otro al reproducirse. Algunas especies se encuentran confinadas en unos pocos lugares del mundo, siendo tan endémicos que sus especies no abarcan más de unas pocas hectáreas; mientras que otras especies son tan eficientes en su dispersión que sus descendientes han llegado virtualmente a todos los continentes. ¿Por qué algunas orquídeas son tan raras, mientras que los pastos son tan comunes?

Las respuestas a estas preguntas recaen en las adaptaciones de las plantas para poder aprovechar a los factores bióticos y abióticos en el transporte de sus semillas de un lugar a otro. De hecho, cuando una semilla es transportada por un factor biótico como los animales, a esta relación se la denomina foresis “movimiento o transporte” y es un tipo de simbiosis, sin embargo los factores abióticos como el viento o el agua también pueden mover las semillas de un lugar a otro.

Cinco métodos principales para la dispersión de las frutas y las semillas han sido propuestos, cabe indicar que el 5 es una subclase del 2 dado que los seres humanos somos animales, pero igual los clasificaremos aparte por la tradición: dispersión por  (1) viento, (2) animales, (3) agua, (4) propulsión y (5) por seres humanos.

Referencias básicas: (Bahadur & Krishnamurthy, 2015; Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; Mason et al., 2014; Mauseth, J, 2012; Nabors, 2003; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013; Stern et al., 2008; Wayne, 2009).

11.1 Viento

El viento es una corriente de aire que con la suficiente intensidad puede llegar a mover con facilidad estructuras pequeñas como las semillas. En términos de un ecosistema, el viento es un factor abiótico, es decir un fenómeno que no está vivo pero que afecta a los seres vivos de múltiples formas, lo que en última instancia es uno de los factores que componen a la selección natural.

El modelo anterior muestra una simulación computarizada del efecto del viento sobre la dispersión de las semillas. Si el árbol es el centro, las semillas caerán con más probabilidad cerca del árbol. Sin embargo este patrón aleatorio puede aumentar un aleatoriedad si Las semillas son producidas con una variedad de modificaciones que les permiten aprovechar la fuerza del viento y movilizarse a grandes distancias.


11.1.1 Adaptaciones al viento

Las sámaras son frutos con una adaptación bastante evidente para la dispersión por el viento, con este método las sámaras pueden movilizarse cerca de 10 kilómetros de su planta madre y hasta poder encontrar un lugar para germinar.

Números de distancias semejantes han sido estimados para las semillas de los botones de oro y los girasoles “Ranunculaceae “imagen siguiente” y Asteraceae”. Las frutas poseen estructuras semejantes a plumas, mientras que en los sauces las frutas están rodeadas por una estructura algodonosa que ayudan a mejorar la flotabilidad en una corriente de aire.

Al igual que cualquier especie biológica, la mayor parte de las frutas caen en lugares malos o son devoradas por los depredadores, y solo unas pocas logran sobrevivir.  Otro aspecto de la dispersión por viento es que es muy aleatoria y la mayoría de las frutas son dispersadas en un rango muy cercano de la planta madre.

A parte de la estructura de la fruta, las semillas individuales al ser lo bastante pequeñas pueden ser arrastradas por el viento sin necesidad de poseer una costosa estructura secundaria que incremente su flotabilidad. Las flores de algunas orquídeas y brezales producen semillas tan pequeñas que son comparables en tamaño, pero y densidad al polvo. Los árboles de catalpa y jacaranda la semilla posee modificaciones que incrementar su flotabilidad en una corriente de aire, en este caso se trata de membranas alares como en la sámara “que es una fruta”.

11.1.2 La nave de la imaginación

Las fruteletas de la inflorescencia del diente de león son tal vez el ejemplo más típico de una semilla con una estructura accesoria que le permite incrementar su flotabilidad en una corriente de aire tan tenue como una pequeña briza. Resulta interesante que en ambas series de Cosmos emplean semillas y frutas transportadas por el viento como el templado para sus naves de la imaginación. La “nave de la imaginación” de Carl Sagan era un diente de león.

Mientras que la nave de Tyson aparenta tener la estructura de una sámara única.

Lo anterior tal vez es para representar que la imaginación es la semilla que sirve para dispersar el conocimiento humano, y que las propias naves espaciales serán las semillas que transporten a la humanidad a nuevos mundos de manera simultánea.

Referencias básicas: (Bahadur & Krishnamurthy, 2015; Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; Mason et al., 2014; Mauseth, J, 2012; Nabors, 2003; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013; Stern et al., 2008; Wayne, 2009).


11.2 Agua

El agua constituye el otro gran factor abiótico al cual las plantas se han adaptado para la dispersión de sus frutos y/o semillas. El modo más simple es que la planta no tenga una adaptación como tal, y sea simplemente el efecto de una corriente de agua lo bastante potente como para romper partes de la planta y conducirlas a otras partes del planeta. Algunas frutas contienen aire atrapado en su interior, lo cual disminuye su densidad relativa y en consecuencia pueden flotar con mucha mayor facilidad en el agua. Los mecanismos que permiten atrapar aire incluyen sacos que le permiten a las semillas flotar como en la fruta de las ciperáceas. Otras semillas poseen materiales cerosos en la superficie de las semillas, las cuales previenen temporalmente que la semilla absorba agua mientras flotan.

Otras plantas poseen un pericarpio duro y esponjoso que absorbe agua lentamente desviándola del delicado pericarpio. En caso de que el agua sea salada solo es cuestión de tiempo para que cualquier adaptación falle y la sal mate al embrión.

Referencias básicas: (Bahadur & Krishnamurthy, 2015; Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; Mason et al., 2014; Mauseth, J, 2012; Nabors, 2003; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013; Stern et al., 2008; Wayne, 2009).

11.3 Los animales

Al contrario de las gimnospermas donde tanto la fertilización como la dispersión de las semillas obedecen a fenómenos relativamente aleatorios como el viento y el agua, las plantas con flor han desarrollado métodos para aprovechar sus propios depredadores en su beneficio. Lo anterior implica que las relaciones ecológicas son mucho más complejas de lo que podría esperarse, ya que a pesar de que muchos herbívoros afectan negativamente la aptitud reproductiva de las plantas al comerse sus semillas, también actúan como potenciales agentes de dispersión de semillas y en consecuencias de colonización de nuevos territorios, lo cual en ultimas beneficia la aptitud reproductiva de una especie.

Las adaptaciones de las frutas y semillas para la dispersión por animales son numerosas. Aves, mamíferos y artrópodos actúan como diseminadores. Se puede llegar a extremos en que la semilla no puede germinar a menos que entre en contacto con un animal, si se extingue al animal que dispersa la semilla también lo hace la planta.


11.3.1 Ingestión simple

Los frutos carnosos se convierten en el mecanismo más evidente en una relación mutualista para la dispersión de una planta y uno de sus depredadores en la relación de forrajeo. Muchas aves y mamíferos al alimentarse de las frutas que son estructuras altamente nutritivas no son capaces de digerir la semilla, la cual pasa intacta a través del tracto gastrointestinal, siendo expulsada con las heces en un lugar alejado de la planta madre.

Esto es un ejemplo de una relación en red en los ecosistemas, donde las relaciones ecológicas son muy complejas. La fruta no es meramente un agente pasivo en esta relación, algunas frutas poseen agentes químicos laxantes que aceleran el paso de la semilla a través del tracto gastrointestinal en caso de que exista el potencial de daños por el paso a través del tracto gastrointestinal. En las aves especialmente estos laxantes pueden inducir a la expulsión de la semilla en tan solo 15 minutos. Esto se debe a que las aves poseen mollejas, órganos especializados en triturar semillas.

11.3.2 Ingestión especializada

Por otra parte los mamíferos y varios reptiles no poseen órganos especializados para triturar semillas y por lo tanto el periodo entre la ingesta de la fruta y la explosión de la semilla puede rondar las 24 horas. Otro aspecto importante de esta relación es que las semillas en algunos casos se vuelven dependientes de su paso a través de un tracto gastrointestinal que debilite lo suficiente la cascara de la misma para poder germinar. O lo que es lo mismo, si se le retira a estas especies de planta su depredador “herbívoro” la planta también se extingue pues pierde su capacidad reproductiva. Los lémures por ejemplo, son primates que dispersan de forma obligatoria varias semillas endémicas de Madagascar, su extinción significaría la muerte de dichas especies de plantas

En las tortugas gigantes de los Galápagos por ejemplo, las semillas de varias especies de plantas deben pasar cerca de dos semanas o más hasta ser expulsadas. La semilla no germinará a menos que haya sido digerida parcialmente en el tracto digestivo de una de estas tortugas. Ejemplos de esto han sido reportados en otras especies como primates.

11.3.3 Abandono de herbívoros

Algunas semillas son recolectadas y almacenadas sistemáticamente por forrajeadores como los roedores y las hormigas. Entre los principales roedores con este comportamiento se cuentan a los ratones de campo y las ardillas. Dado que el almacenamiento de la semilla es bajo tierra, y no es raro que el pequeño cerebro de estos animales olvide el lugar donde escondieron todas sus semillas, lo cual les permite germinar. Las aves también son capaces de realizar esto como en el caso de los arrendajos azules,  pájaros carpinteros y otras aves que abandonan frutas duras como las nueces a mitad del vuelo. Las hormigas también transportan algunas semillas, más para alimentarse de sus apéndices, dado que la concha de la semilla impide el acceso de estos animales al embrión en desarrollo. La fruta como tal queda almacenada y abandonada hasta que germina.

11.3.4 Adhesión mecánica

La adhesión mecánica es completamente involuntaria para el animal y no le confiere ningún beneficio, por lo cual se la puede clasificar como una foresis comensalista. Existen muchas formas en que una fruta o semilla puede adherirse a un animal.

En algunas frutas y semillas otro factor abiótico como el lodo sirve como pegamento para adherirse al plumaje de las aves o al pelaje de los mamíferos que avanzan en su territorio. Muchas frutas y semillas poseen adaptaciones fisiológicas para la adhesión independientes del lodo como ganchos. Las semillas de la planta unicornio “imagen siguiente” poseen dos extensiones curvas de unos 15 centímetros de largo, las cuales se enganchan al largo pelaje de los ciervos y otros animales grandes.

Las lineanas gemelas y la linaza poseen frutos que han continuado con la idea del lodo, pero en lugar de depender de este como pegamento, ellas producen sus propios apéndices pegajosos que les permiten la adhesión. Otras frutas son un poco más molestas como en el caso del vino punzante “Tribulus terrestris” cuyas púas penetran en el cuero, tal como podemos apreciar en la siguiente imagen.

Otras plantas emplean aceites con feromonas que atraen a los artrópodos solo para quedarse pegadas a estos por ciertos periodos de tiempo.

Referencias básicas: (Bahadur & Krishnamurthy, 2015; Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; Mason et al., 2014; Mauseth, J, 2012; Nabors, 2003; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013; Stern et al., 2008; Wayne, 2009).

11.4 Autodispersión

La dispersión por aire puede verse apoyada por mecanismos fisiológicos de las plantas que expulsan las semillas con gran potencia lejos de la planta madre.

Las frutas de algunas leguminosas como los miembros del grupo de las mimosas o no me toques “Mimosa pudica” eyectan las semillas de forma mecánica, algunas veces con fuerza considerable.

Por ejemplo, la separación de fruto de la avellana puede expulsar las semillas 12 metros alrededor de la planta madre. En la familia de las calabazas las semillas son liberadas como si fueran el polvo de un geiser.

Referencias básicas: (Bahadur & Krishnamurthy, 2015; Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; Mason et al., 2014; Mauseth, J, 2012; Nabors, 2003; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013; Stern et al., 2008; Wayne, 2009).


11.5 Intervención humana

Los seres humanos también son importantes dispersadores de fruto y semilla. Nuestra afición por las frutas se debe a que al igual que los primates del viejo mundo dependemos de ellas para la obtención de nutrientes esenciales como algunas vitaminas. Esta afición por las frutas ha hecho que a lo largo de la historia los viajeros y comerciantes buscaran en los nuevos territorios frutas exóticas que pudieran acoplarse a los métodos de producción  más eficientes de sus respetivos periodos históricos. Uno de los primeros productos que llamaron la atención de los españoles conquistadores fue la piña, lamentablemente en el siglo XV no existían medios para preservar las frutas en un viaje de dos meses en alta mar.

Algunas plantas no pueden reproducirse sin nuestra ayuda, esto se debe a que el proceso de domesticación ha sido tan fuerte que sin nuestro cuidado la semilla no puede salir del fruto. El transporte de semilla y fruto planificado también acarrea el no planificado, muchas veces el transporte de semillas de especies invasoras afecta la diversidad de regiones apartadas, destruyendo las especies nativas.

Referencias básicas: (Bahadur & Krishnamurthy, 2015; Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; Mason et al., 2014; Mauseth, J, 2012; Nabors, 2003; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013; Stern et al., 2008; Wayne, 2009).

No hay comentarios:

Publicar un comentario