lunes, 20 de agosto de 2018

Trompetas trepadoras

Campsis radicans

Cuando de niño iba andando a la escuela, pasaba por delante de un hotelito de cuya verja colgaban unas impresionantes flores rojas con forma de trompeta. Las flores eran perfectas para encajarlas en los dedos como caperuzas, para después jugar con ellos como si fueran chacolines, los títeres de guante que de vez en cuando representaban en mi barrio una modestísima compañía de titiriteros. Chacolín era el títere protagonista, que lucía una caperuza roja que me fascinaba.
Cuando ya cuarentón tuve una casa con jardín, la primera planta que adquirí y coloqué en un rincón del jardín, adosada a una celosía de alambre por la que pudiera trepar, fue la trompetera de mi infancia. Para entonces ya sabía muchas más cosas de ella, algunas deslumbrantes. Se las cuento.
Catalpa bignoniodes
Mi planta era la enredadera de trompeta (Campsis radicans), que también recibe los nombre de jazmín de Virginia (por su origen americano) y bignonia roja; este último le viene dado por la familia a la que pertenece, las bignoniáceas, en la que se incluyen muchas plantas ornamentales, entre otras los catalpas (Catalpa bignoniodes), esos árboles de grandes hojas, hermosas flores blancas y frutos con forma de longaniza leñosa, que tanto se plantan en las calles de todo el mundo gracias su capacidad de tolerar la contaminación. De los catalpas me ocupé en una entrada anterior.
Disección de la flor de C. radicans. Foto
Las bignoniáceas son una familia muy diversificada, pues contiene más de cien géneros y algo más de seiscientas especies, la mayoría de ellas distribuidas por los trópicos y subtrópicos americanos. Con su volumen impresionante y esas imponentes flores rojas tubulares, cualquiera podría pensar que la enredadera de trompeta era una vid tropical. Y eso creía yo hasta que en una de mis primeras campañas botánicas en el este de Norteamérica allá por los años noventa, me la encontré trepando por los álamos, los chopos y los olmos de las vegas aluviales del Misisipí. Y es que, aunque las bignoniáceas, tengan una distribución fundamentalmente tropical, hay un puñado de representantes en la zona templada, y la enredadera de trompeta, como los catalpas, es una de las más populares.
Como muchos de ustedes probablemente saben, la enredadera de trompeta puede alcanzar crecimientos masivos. En el jardín, esto puede terminar a menudo en estructuras (como mi celosía) que se derrumban por su peso y por su velocidad de crecimiento. Como la planta está adaptada a resistir las riadas, aguanta bien la poda, así que hay que ir recortando sus ramas volubles año tras año.
Una de las muchas razones por las que esta planta crece tan bien donde es nativa y donde no lo es, es que recluta guardaespaldas. Esto es fácil de ver en cualquier jardín, ya que frecuentemente las ramas y especialmente las flores están llenas de hormigas. Las enredaderas de trompeta intercambian alimentos por protección a través de órganos especializados llamados nectarios extraflorales (1). Estas estructuras secretan néctar azucarado que le encanta a las hormigas. Cuando una hormiga obrera encuentra una de estas trepadoras, avisa a sus compañeras y enseguida llegan más hormigas obreras.
Las enredaderas de trompeta producen nectarios extraflorales en cuatro lugares: peciolos de las hojas, cáliz, corola y fruto. Lo que eso significa es que todos los órganos importantes están cubiertos de hormigas que atacan ferozmente a cualquier cosa que pueda amenazar su suministro azucarado de alimentos. Con sus estructuras fotosintéticas y reproductivas protegidas, las enredaderas de trompeta se dedican a crecer y crecer  sin mayores problemas.
En el centro de la flor aparecen dos estambres amarillentos y el estigma bilobulado blanquecino. 
La reproducción es otro aspecto fascinante de la biología de Campsis radicata. Un vistazo cercano a la anatomía floral, además de sus cinco estambres, nos mostrará un largo estilo central en cuyo extremo destaca un estigma bilobulado. Sorprendentemente, este estigma tiene la capacidad de abrirse y cerrarse a medida que los polinizadores, atraídos por los nectarios intraflorales) visitan las flores. El movimiento estigmático ha atraído un poco de atención por parte de algunos investigadores, gracias a los cuales sabemos cuál es su función.
Todas las evidencias sugieren que la apertura y el cierre del estigma bilobulado es una forma de aumentar las posibilidades de polinización. Tocarlo no basta para activar el movimiento. Curiosamente, cuando los investigadores depositaban polen sobre el estigma, este comenzaba a cerrarse. Lo que es más, esta acción ocurre en un lapso de 15 a 60 segundos. Parece haber un factor que determina si el estigma permanece cerrado o se vuelve a abrir después de tres horas más o menos.
Campsis radicans: Arriba, el estigma abierto. Abajo, estigma cerrado. Foto.
Resulta que ese factor depende de la cantidad de polen que se deposita. Únicamente cuando había al menos 350 granos de polen en el estilo, el estigma se cerraba definitivamente (2). Los investigadores consideran que este es un mecanismo mediante el cual la planta se asegura una buena producción de semillas. Si caen muy pocos granos de polen en el estigma, la planta corre el peligro de que no se fertilicen todos sus óvulos. Al cerrarse permanentemente después de que haya suficientes granos de polen, la planta puede evitar que los granos sean barridos del estigma por cualquier causa, garantizando así que los granos de polen puedan germinar y fertilizar a los óvulos.
Es interesante observar que las flores permanecen en la planta después de que hayan sido fertilizadas. Esto probablemente sirva para mantener una gran exhibición floral que continúe atrayendo visualmente ea los polinizadores hasta que la mayoría de las flores hayan sido polinizadas. Hablando de polinizadores, que la enredadera de trompeta es polinizada principalmente por colibríes de garganta roja (Archilochus colubris), la única especie de colibrí que anida regularmente al este del río Misisipi en América del Norte. Aunque algunos insectos como las abejas domésticas (Apis mellifera) y los abejorros (Bombus ssp.) visitan con frecuencia estas flores llevándose polen en el proceso (lo que explica la formación de frutos en mi jardín, en el cual, desgraciadamente, no había colibríes), los colibríes, en promedio, traen y depositan diez veces más polen que cualquier otro visitante (3). Y, teniendo en cuenta el mencionado umbral de polen la enredadera trompeta parece haber desarrollado un síndrome de polinización con estas pequeñas y preciosas aves. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

Bibliografía citada
(1) Elias, T. E. y Gelband, H. 1976. Morphology and anatomy of floral and extrafloral nectaries in Campsis (Bignoniaceae). American Journal of Botany, 63: 1349-1353.
(2) Yang, Shu-Xiang et al. 2004. A mechanism facilitates pollination due to stigma behavior in Campsis radicans (Bignoniaceae). Acta Botanica Sinica, 46 (9): 1071-1074.
(3) Bertin R I. 1982. Floral biology, hummingbird pollination and fruit production of trumpet creeper. American Journal of Botany, 69: 122-134.

domingo, 19 de agosto de 2018

Maravillosamente simple: Cómo funcionan y de qué están hechas las plantas


Decenas de ejemplares de Wolffia arrhiza, adheridas en los dedos de la mano. Foto.
Miren las fotos de las dos plantas que acompañan este breve artículo. Ambas son plantas con flores o angiospermas. Unas de ellas, las pequeñas plantas flotantes del género Wolffia, conocidas como lentejas de agua, son las plantas con flores más pequeñas del mundo (1). La otra es Eucalyptus regnans, la angiosperma más alta conocida. Ambas son muy diferentes, pero, en el fondo, comparten función y estructura. Ambas realizan la fotosíntesis y ambas están hechas de uno de los compuestos más maravillosos de la Tierra: la celulosa.
¿Alguna vez ha pensado en qué están hechas las plantas? Despoje de todo el esplendor y la gloria a las diferentes especies de plantas de este planeta (solamente las plantas con flores son más de 250.000 especies) y mire de cerca cómo crecen las plantas y cómo producen más plantas. Es un mundo fascinante en el que todo tiene que ver con la fotosíntesis. Pasar de los fotones emitidos por nuestra estrella más cercana a una planta completamente desarrollada es todo un viaje y, al final de ese viaje, es posible que le sorprenda saber de qué están hechas las plantas.
El bosque de Eucalyptus regnans de la fotografía está en Victoria’s Black Spur Drive, unos 60 km a noreste de Melbourne, entre Healesville y Marysville. El hombre en la base del tronco da una idea del tamaño del árbol.
Todo comienza con los fotones, las partículas mínimas de energía luminosa (o de otra energía electromagnética) que se producen, se transmiten y se absorben. Al salir del sol, viajan por el universo. Algunos chocan con la Tierra y llegan a su superficie. Las plantas colocan sus hojas para absorber estos fotones. La energía de los fotones se usa para dividir moléculas de agua dentro de los cloroplastos. En el proceso de dividir el agua, el oxígeno se libera como subproducto (¡gracias plantas!). La división del agua también libera electrones e iones de hidrógeno.
Estos electrones e iones de hidrógeno se utilizan para generar energía en forma de adenosin trifosfato (ATP). Junto con algunos electrones, el ATP se usa en otro ciclo conocido como el ciclo de Calvin. El objetivo del ciclo de Calvin es tomar CO2 y utilizar la energía creada previamente para transformar (mediante reducción química) las moléculas de carbono en cadenas de moléculas orgánicas. La mayor parte del carbono en una planta proviene de la absorción de CO2 (¡gracias plantas!). A través de una serie de pasos (le ahorraré los detalles) las plantas unen los átomos de carbono en largas cadenas. Algunas de estas cadenas forman glucosa y parte de esa glucosa se une para formar celulosa.
La celulosa es el principal componente estructural de las células vegetales. Desde las plantas más pequeñas del mundo hasta los eucaliptos y las secuoyas más grandes y más altas (por cierto: son algunos de los organismos más grandes que hayan existido en este planeta), todas están construidas con celulosa que, en el caso de las plantas leñosas se refuerza con lignina, un polímero orgánico más complejo, pero también formado por carbono, hidrógeno y oxígeno.
Pues ya ve, en esencia, toda la vida vegetal que le rodea está literalmente construida desde cero por el carbono que se origina del CO2. Bastante increíble, ¿no está de acuerdo? © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

(1) Wolffia es un género que incluye las plantas con flores más pequeñas de la Tierra. Son plantas acuáticas y parecen lentejas verdes flotando en el agua. Son de libre flotación, de color verde o amarillo-verdoso, y sin raíces. La flor se produce en una depresión en la parte superior del cuerpo de la planta. Tiene un estambre y un pistilo. Es capaz de reproducirse muy rápidamente en incluso de clonarse. Las plantas a menudo flotan juntas en parejas o forman esteras flotantes con plantas tales como las especies de Lemna y Spirodela. También llamadas lentejas de agua, crecen en aguas estancadas, dando la apariencia de espuma verde flotante. Wolffia no alcanza los 2 microgramos de peso y tiene menos de 1 milímetro de longitud, por lo que para distinguirla hay que acercarse mucho a ella.


(2) Eucalyptus regnans, fresno de montaña australiano, gomero gigante o eucalipto regnans, es una especie de Eucalyptus nativa del sudeste de Australia, Tasmania y Victoria. Conocida por alcanzar alturas imbatibles de 99 m, es considerada como la más alta de las angiospermas. Con todo, su talla es superada por algunas gimnospermas como Sequoia sempervirens, que alcanza los 115.