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martes, 24 de diciembre de 2019

Orquídeas que huelen a cadaverina y moscas carroñeras

Satyrium pumilum. Foto.

Cuando termine de leer este artículo es probable que cambie un poco su perspectiva sobre las orquídeas, a las que probablemente siempre haya considerado como el epítome de la belleza floral. Pero tenga en cuenta que las hermosas y variadas flores de las más de 25.000 especies descritas de orquídeas obedecen a un fin: la polinización.
La polinización de las orquídeas es un capítulo maravilloso en la biología de esta familia de plantas que sobresalen entre las demás angiospermas por la complejidad de sus flores y por las complicadas interacciones ecológicas con sus agentes polinizadores. Es un tema que ha captado la atención de numerosos científicos a través del tiempo, incluyendo a Charles Darwin, que realizó las primeras observaciones acerca del papel fundamental de los insectos en la polinización de las orquídeas, publicadas en 1862 en su libro La fecundación de las orquídeas. Cuando Darwin, que estaba fascinado por algunas de ellas (1, 2), afirmó que las variadas estratagemas que usan para atraer a sus polinizadores superan la imaginación de cualquier ser humano, no estaba exagerando.
Las orquídeas son realmente buenas para engañar a los polinizadores. No es para menos: el 97% de las especies de ellas necesitan un polinizador para que se lleve a cabo la transferencia de los granos de polen de una planta a los pistilos de otro individuo y, por tanto, para que se produzca la fecundación y la formación de las semillas. Hay que tener en cuenta que su polen se halla agrupado en masas compactas llamadas polinias, de tal modo que por sí solo o por acción del viento el polen no se puede dispersar de una flor a otra, y de ahí que los polinizadores sean imprescindibles para asegurar su reproducción sexual.
Cargada de polinias, una mosca sarcofágida está posada sobre una flor de S. pumilum. Foto Dennis Hansen.
La polinización zoófila que caracteriza a las orquídeas presupone que los animales polinizadores visiten las flores de manera regular y se detengan en ellas el tiempo suficiente para que rocen las anteras y el estigma con cierta frecuencia, y que el polen quede adherido a los visitantes de modo tan perfecto que pueda llegar con seguridad a los estigmas de otras flores. El resultado de la zoofilia depende esencialmente de que los animales puedan reconocer las flores desde una cierta distancia y de que se sientan atraídos por las flores de la misma especie. Por esos, las flores zoófilas deben poseer productos atractivos (cebos, como el polen y el néctar), medios de reclamo (olores y colores) y, además, polen viscoso o adherente.
Los polinizadores son muy variados y, según sea la especie de que se trate, pueden ser abejas, avispas, mariposas, coleópteros, aves (especialmente colibríes) y … moscas carroñeras. Para atraer a las moscas algunas angiospermas se han especializado extraordinariamente. De alguna de ellas me he ocupado en algún otro artículo (1) y ahora vuelvo a las andadas para presentarles una extraña orquídea de Sudáfrica, Satyrium pumilum, que ha evolucionado muy ingeniosamente para garantizar su éxito reproductivo. Esta orquídea huele y se parece tanto a un trozo de carne podrida que resulta irresistible para las moscas polinizadoras.
Satyrium pumilum es una planta del desierto, pero, aunque viva en un medio árido, se las ha apañado para ocupar microclimas especiales donde el agua se mantiene el tiempo suficiente para garantizar su crecimiento. Por eso, sus poblaciones se encuentran agrupadas cerca de pequeños arroyos o escondidas debajo de arbustos en toda la mitad occidental de la región florística de El Cabo.
S. pumilum florece en primavera, que en Suráfrica transcurre desde principios de septiembre hasta finales de octubre. Como es típico de su familia, produce flores bastante complejas. Mientras que los tépalos están decorados en varios tonos de verde, el interior de la flor es de color rojo sangre. Además, a diferencia de muchos de sus parientes, S. pumilum no levanta sus flores sobre un tallo alto para que todo el mundo lo vea. Sus flores se abren a ras del suelo y emiten un desagradable olor a carne podrida (desagradable para nosotros, pero encantador para los dípteros coprófilos).
Las moscas carroñeras son los polinizadoras preferidas por S. pumilum. Como producen flores a nivel del suelo que parecen y huelen a carne podrida, son un extraordinario reclamo para esas moscas, que, movidas por el irresistible imperativo biológico de la reproducción, no discriminan entre un cadáver putrefacto y una flor que huele a cadaverina. Ese es el truco. Las moscas aterrizan en la flor pensando que han encontrado comida y un lugar para poner sus huevos. Se mueven dentro de la flor y recogen o depositan polen en el proceso. Desgraciadamente para las moscas, sus larvas están condenadas. No hay comida en las flores.
Lo más destacable de la ecología reproductiva de S. pumilum es que no le sirve cualquier tipo de mosca. Parece que solo un subconjunto específico de moscas visita las flores y actúa como polinizadores efectivos. Esto proporciona información sobre algunas hipótesis sobre la ecología de la mosca de la carroña.
Ha habido mucho debate sobre por qué existen tantas especies diferentes de moscas carroñeras. Al fin y al cabo, la carne podrida solo es carne podrida, al menos para nosotros ¿verdad? Pero es probable que las cosas no sean tan sencillas. Los biólogos que estudian los comportamientos de las moscas han formulado algunas hipótesis que implican preferencias de nicho entre las moscas carroñeras para explicar su diversidad. Algunos piensan que las moscas presentan segregación temporal, con diferentes especies que eclosionan y se reproducen en diferentes épocas del año. Otros han sugerido que las moscas carroñeras se segregan al especializarse en carroña en diferentes etapas de descomposición. Otros creen que algunas moscas se especializan en piezas grandes de carroña, mientras que otras prefieren piezas más pequeñas.
(A) Hábitat de S. pumilum (B) S. pumilum in situ sobre suelo arenoso (barra de escala = 1 cm). (C–E) Secuencia de polinización de una flor de S. pumilum por una mosca sarcofágida (barra de escala para las tres fotos = 0,5 cm); (C) la mosca que transporta cinco polinias desde otras flores entra en una flor sin polinizar; (D) a medida que la mosca se mueve más profundamente en la flor hacia el espolón derecho, presiona una de las polinias transportadas contra el estigma y su tórax contra una plataforma viscosa, el viscidio derecho; (E) cuando sale de la flor, la mosca ha depositado dos polinias sobre el estigma (1) y arrancado otro par (2); ahora lleva seis polinias. Fuente.
Al estudiar los tipos de moscas que visitan las flores de S. pumilum, los investigadores que suscribieron el artículo sobre la biología de esta orquídea que me ha servido para redactar esta entrada, encontraron evidencias de segregación de nichos basadas en el tamaño de la carroña. S. pumilum es polinizada exclusivamente por un grupo de moscas conocidas como moscas de la carne (familia Sarcophagidae). Los investigadores observaron únicamente a moscas de esta familia con polinias adheridas sobre sus dorsos y las plantas parecen producir semillas solamente después de haber sido visitadas por miembros de esta familia. La pregunta es: ¿qué tienen estas flores que las hace tan específicas para este grupo de moscas?
La respuesta radica tanto en su tamaño como en la cantidad de aroma que producen. Es probable que la cantidad de compuestos aromáticos producidos por S. pumilum se asemeje más a la de los cadáveres en descomposición más pequeños. Los tipos de moscas que visitaron estas flores fueron en su mayoría hembras de especies que ponen relativamente pocos huevos en comparación con otras moscas carroñeras. Es muy posible que el pequeño número de puestas de estas moscas les permita utilizar eficazmente trozos de carroña más pequeños que a otras especies más productivas de progenie. Hasta el momento, esta es una de las mejores pruebas para apoyar la idea de que las moscas evitan la competencia entre diferentes especies al segregar sus nichos de alimentación y reproducción.
Los olores a carne podrida no son raros en el mundo vegetal. Incluso dentro del área de distribución de S. pumilum, hay otras plantas que producen flores que también huelen a carroña. Sería muy interesante observar qué tipo de moscas visitan otras flores carroñeras y en qué número. Como dije antes, la reproducción es una parte tan importante de la vida de cualquier organismo que simplemente puede que sea demasiado costoso para las moscas carroñeras desarrollar un mecanismo para discriminar los sitios de reproducción reales y falsos.
Prueba, acierto y error. Tres cosas a tener en cuenta a la hora de valorar la selección natural. Las moscas que pongan sus huevos en cadáveres auténticos tendrán garantizada su descendencia. Las que lo hagan en las orquídeas, perderán la suya. Como en los casinos, las orquídeas siempre ganan.
En todo caso, es gratificante pensar en lo que podemos aprender al tratar de comprender la biología reproductiva de una pequeña y oscura orquídea que crece en regiones áridas de Sudáfrica. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.