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sábado, 2 de noviembre de 2019

Gorgojos enrolladores de hojas


Isodon trichocarpus. Fuente
Las plantas pueden defenderse de los herbívoros utilizando mecanismos diversos: espinas, aguijones, pelos urticantes o glandulosos, olores, venenos, mimetismo e incluso utilizando para su protección feroces guardaespaldas como las hormigas. Gracias a un trabajo de investigación publicado el pasado mes de septiembre en Nature, ahora sabemos que la forma de las hojas también importa.
Los protagonistas de la historia son el gorgojo Apoderus praecellens, un insecto especializado en diferentes especies de Isodon, un género de labiadas nativo de zonas tropicales y subtropicales del Viejo Mundo, especialmente diversificado en Asia oriental. Para reproducirse con éxito, los gorgojos hembras deben enrollar una hoja de Isodon mientras ponen los huevos a medida que avanzan. El resultado final es una pequeña cámara incubadora comestible en forma de pequeño habano en la que se desarrollarán sus larvas.
Apoderus praecellens. Fuente
Preparar una hoja con ese propósito es una tarea compleja. El gorgojo hembra comienza su trabajo con un prolijo trabajo de inspección que realiza caminando por los márgenes de la hoja hasta que alcanza el ápice. Alcanzado ese punto, camina de lado hacia el interior de la hoja hasta que encuentra el nervio central. Luego se da la vuelta y vuelve a caminar hacia la base de la hoja. Repite esos pasos varias veces en ambos lados de la hoja hasta que se da por satisfecha. En ese momento muerde varias veces el nervio central, lo que provocará que la hoja se marchite. La hoja marchita es mucho más fácil de manipular en el siguiente proceso, el enrollado y el corte (véanse esos pasos en la Figura)
Se ha observado que los gorgojos hembra siempre realizan su trabajo en hojas de Isodon trichocarpus, pero nunca en las de I. umbrosus, en los casos en que ambas especies crecen próximas. Esa preferencia tan estricta resulta extraña puesto que ambas plantas, además de estar estrechamente emparentadas como no podía ser menos, también crecen muy cerca unas de otras. ¿A que podría deberse esa aparentemente caprichosa elección? La respuesta parece estar en la forma de las hojas.
I. trichocarpus produce hojas no lobuladas, mientras que las de I. umbrosus están profundamente lobuladas. Cuando en los ensayos se les pone delante de una y otra, los gorgojos siempre eligen enrollar las hojas de I. trichocarpus y desdeñan las de I. umbrosus. Ambas plantas no se diferencian en su composición química y las larvas criadas en cautividad con ambas especies crecen sin problemas y emplean el mismo tiempo en su metamorfosis. Por lo tanto, ni los componentes nutritivos ni los compuestos defensivos explican la preferencia del gorgojo.
La respuesta difiere cuando los investigadores aplicaban cortes a las hojas de I. trichocarpus simulando lóbulos parecidos a los foliares de I. umbrosus. Eso indica que la presencia de lóbulos en las hojas es la clave para determinar si un gorgojo decide poner sus huevos o no. La razón de esto parece ser el complejo comportamiento de inspección de las hojas descrito anteriormente. Los lóbulos profundos de las hojas de I. umbrosus desalientan a los gorgojos hembra mientras llevan a cabo su complejo proceso de inspección. Si las hembras ven interrumpido su paseo no pasan a la etapa de enrollamiento de la hoja.
Enrollamiento de las hojas de Isodon por el gorgojo Apoderus praecellens. a) proceso de formación de la cámara larvaria. b) hoja bifurcada y lobulada de Isodon umbrosus. c) las hojas lobuladas de I. umbrosus (izquierda) contrastan con las hojas enteras de I. trichocarpus (derecha). d) adulto de A. praecellens. e) una hembra de A. praecellens (flecha blanca) poniendo un huevo en el ápice foliar. f) una cámara larvaria cuelga de la base de la hoja con la que se ha formado. g) restos de las hojas enrolladas caídas (flechas blancas) en I. trichocarpus. Ligeramente modificado del original
Los investigadores sugieren que la forma de la hoja probablemente no evolucionó en respuesta a la herbivoría. La forma de la hoja es el resultado de una multitud de presiones de selección, como la disponibilidad de luz, el calor y el estrés hídrico. Aun así, el hecho de que la forma de la hoja también puede influir en la presión de los herbívoros, viene a recordarnos que el nicho de un organismo comprende mucho más que las condiciones abióticas en las que vive. El nicho también lo constituyen las múltiples interacciones biológicas que afectan a cada organismo.

viernes, 1 de noviembre de 2019

Las hormigas jardineras del diablo

Inflorescencia de Duroia hirsuta. Fuente
En la tupida selva amazónica hay unos misteriosos claros que contrastan con la exuberante diversidad de árboles que los rodean: en ellos crece prácticamente una sola especie de árbol, el huitillo o turma de mono (Duroia hirsuta). Los nativos les llaman “jardines del diablo”, el hogar de un espíritu maligno que sale por las noches a limpiar sus jardines de malas hierbas y a impedir que en ellos crezca ningún otro tipo de planta. Los científicos encontraron otra explicación que resultó ser casi tan fascinante como la de los nativos.
Las plantas, que a diferencia de los animales no pueden huir de sus depredadores, producen todo un arsenal de defensas químicas, físicas y biológicas para defenderse de los herbívoros. Además de este tipo de defensas autónomas, las plantas han desarrollado otros mecanismos evolutivos de defensa basados en relaciones de mutualismo con insectos, especialmente con hormigas (plantas mirmecófilas).
Las fascinantes relaciones mutualistas entre plantas mirmecófilas y hormigas han atraído la atención de los naturalistas desde los tiempos de Darwin. Aunque la mirmecofilia incluye interacciones diversas como la polinización y la dispersión de semillas, los naturalistas se han referido tradicionalmente a ella como la acción defensiva inducida que practican las hormigas frente a los herbívoros o los patógenos que atacan a sus plantas hospedantes, las cuales responden recompensando a los insectos mediante el suministro de alimento o la cesión de espacios de cobijo en los que anidan sus defensoras.
Las interacciones entre hormigas y plantas proporcionan numerosos ejemplos de mutualismo, que van desde interacciones oportunistas y facultativas, incluida la protección contra herbívoros y la dispersión de semillas por hormigas atraídas por los eleosomas, hasta relaciones simbióticas obligadas entre plantas y hormigas. Hay más de un centenar de géneros de plantas que tienen relaciones mutualistas con treinta géneros de hormigas. En los trópicos suramericanos, donde se han desarrollado excelentes estudios sobre mirmecofilia, se conocen aproximadamente 230 especies de plantas pertenecientes a diecisiete familias que mantienen relaciones mutualistas con hormigas de cinco subfamilias.
Las simbiosis entre hormigas-y mirmecófitas más estudiadas son aquellas en las que las plantas proporcionan a las hormigas espacios de anidación llamados domacios (del latín domatium: casa pequeña), unas estructuras formadas por las plantas que pueden presentarse en tallos, tubérculos, espinas ramas o peciolos foliares, y que sirven para dar refugio o hábitat a colonias de hormigas capaces de proveer una defensa no-localizada y más eficiente en comparación con otras especies de insectos de comportamiento solitario.
Figura 2. Especies con domacios, A. Duroia hirsuta, B. Cordia nodosa, C. Maieta guianensis y D. Tococa guianensis. Fuente.
Las plantas mirmecófilas producen domacios independientemente de la presencia de hormigas, aunque estas pueden ayudar a ampliarlos excavando en el tejido medular de tallos o ramas para aumentar el espacio de anidación. Frecuentemente, las mirmecófitas también ofrecen recompensas alimenticias a las hormigas en forma de néctar extrafloral u otros edulcorados alimentos producidos en corpúsculos especiales, e incluso sostienen a poblaciones de hemípteros que proporcionan mielatos a los insectos.
El problema está en que con el energético néctar (y más aún con los mielatos) se ingieren muchos azúcares pero pocas proteínas, así que las hormigas tienen que buscarse la vida para completar su dieta de nitrógeno usando sofisticadas técnicas de caza (1, 2). A veces el intercambio de nitrógeno es a la inversa: algunas hormigas proporcionan nitrógeno y otros nutrientes a las plantas depositando estiércol fertilizante en cavidades que sirven como cámaras de desechos.
Frutos inmaduros de Duroia hirsuta. La flecha roja señala un domacio situado en el peciolo de una hoja. Fuente.
Por lo general, las hormigas defienden a su hospedante contra herbívoros y patógenos, pero varias especies de hormigas del género Myrmelachista han ido más allá y defienden a sus hospedantes eliminando la competencia de otras plantas cercanas. La hormiga limón Myrmelachista schumanni distribuida en los bosques ecuatoriales hiperhúmedos de Bolivia, Columbia y Perú, es conocida por dos cosas: por su sabor a ralladura de limón y, sobre todo, por su capacidad de crear “jardines del diablo” envenenando sistemáticamente a todas las plantas cercanas a Duroia hirsuta, el huitillo, un arbusto en el que anida (Vea uno de estos jardines en este vídeo).
"Jardín del diablo". En esa zona aclarada de la selva solamente crecen ejemplares de Duroia hirsuta. Fuente
El suelo del bosque tropical maduro es rara vez denso y enmarañado como la jungla que se ve en las películas. En general, el suelo del bosque maduro está relativamente libre de vegetación densa debido a que se encuentra en la sombra la mayor parte del tiempo. Esta gran sombra es causada por el dosel continuo del bosque maduro. Por lo tanto, bajo el dosel forestal en vez de formarse una vegetación muy densa, las plantas herbáceas y los arbustos del sotobosque luchan desesperadamente para alargar sus tallos y acceder antes a la luz que sus competidoras. En esa lucha adquieren pleno significado los procesos de alelopatía, mediante los cuales un organismo produce uno o más compuestos bioquímicos que influyen en el crecimiento, supervivencia o reproducción de otros organismos.
Un domacio abierto de Duroia hirsuta mostrando las hormigas y sus larvas en el interior. Fuente.
Duroia hirsuta es una especie de arbusto de la selva amazónica. Es una de las 37 especies mirmecófilas del género Duroia que se encuentran en América Central desde el norte de México, la cuenca del Amazonas, el Escudo Guayanés, hasta la costa atlántica y el planalto brasileños. Varias especies de Duroia, posiblemente todas, son capaces de interacciones bioquímicas alelopáticas que inhiben el crecimiento de las plantas vecinas. Los extractos de raíz de D. hirsuta contienen plumericina y duroina, dos sustancias alelopáticas que actúan como inhibidores del crecimiento de otras plantas.
En el caso de D. hirsuta, los inhibidores químicos son reforzados por la hormiga limón, que envenena las plántulas de las competidoras mordiendo las nervaduras y los tejidos meristemáticos, e incluso inyectando ácido fórmico en la base de sus hojas. Al matar otras plantas, la hormiga favorece el crecimiento y la reproducción de D. hirsuta, cuyos tallos huecos actúan como domacios que proporcionan nidos para las hormigas. Una sola colonia de esas hormigas es un formidable ejército de más de tres millones de obreras y 15.000 reinas, que puede vivir más de 800 años.
Gracias a ese formidable ejército aliado, el sotobosque alrededor de D. hirsuta impide que prosperen otras plantas hasta crear a su alrededor parcelas desnudas de vegetación a las que los nativos llaman “jardines del diablo'. El coste de esta protección para la planta hospedante es considerable, porque las hormigas son voraces consumidoras de las hojas del arbusto. Pero el daño no se ciñe solo a los ejemplares de D. hirsuta; en 2009 un grupo de investigadores descubrió que los árboles no mirmecófitos que crecen en los alrededores de los jardines del diablo presentan agallas y troncos retorcidos en los que las hormigas habían excavado nidos “suburbiales” para no alejarse demasiado de su fuente de alimento.  

Figura: a, Un nativo de pie junto a un tronco hinchado y lleno de cicatrices de Cordia nodosa, un árbol no mirmecófilo, cerca de un “jardín del diablo” en Yomybato, Manu, Perú. b, tronco hinchado de la misma especie en el Centro de Investigación Los Amigos, Perú. c, tronco hinchado y cicatrizado en el mismo centro. d, hormigas Myrmelachista schumanni en una cámara de cría dentro de un tronco hinchado. e, la sección transversal de un tronco muestra que las cámaras pueden extenderse hacia el centro. f, sección longitudinal de otro tronco hinchado, con pasillos y cámaras. Fuente
Este descubrimiento reabre el debate sobre la relación entre hormigas y plantas que se desató entre Charles Darwin y algunos de sus contemporáneos. Darwin creía, con razón, que en las plantas mirmecófitas los espacios huecos –los domacios- aparecían como parte del desarrollo normal de la planta. Como las hormigas no dañaban a la planta, para Darwin la relación podría considerarse un mutualismo. El botánico Richard Spruce discrepaba. Creía que las hormigas abrían los huecos a su antojo y que los árboles necesitaban a las hormigas «like a dog needs fleas» (como un perro necesita pulgas). En opinión de Spruce, las hormigas son parásitos.
Los estudios realizados en la década de 1960 mostraron definitivamente que los huecos de hormigas se producen normalmente, lo que reivindica a Darwin. Pero el hallazgo de 2009 de que las hormigas producen agallas en los árboles no mirmecófilos apunta a que Spruce no estaba tan equivocado después de todo.
En todo caso, las relaciones de mirmecofilia invitan a reflexionar sobre la coevolución entre insectos y angiospermas. Aunque el fósil de hormigas más antiguo identificado inequívocamente como tal data de hace unos 100 millones de años (ma), otras evidencias sugieren que las hormigas comenzaron a diversificarse antes, entre el Cretácico tardío y el Eoceno temprano. Entre el Cretácico temprano y el tardío (c. 135–65 ma), las plantas experimentaron cambios drásticos: las plantas con flores (angiospermas) se diversificaron y se irradiaron rápidamente, desplazando a helechos y gimnospermas como dominantes en la mayoría de los ecosistemas.
Myrmelachista nodigera. Fuente
La diversificación y el progresivo dominio de las angiospermas probablemente desencadenaron la diversificación de las hormigas, como ocurrió con muchos otros grupos de insectos, entre otros los coleópteros palinófagos y los hemípteros succionadores de savia. El incremento en número de taxones y la diversificación de las angiospermas pudo haber proporcionado nuevos nichos para las hormigas a través de al menos dos procesos: un aumento en la disponibilidad de presas como resultado del aumento en la diversidad y abundancia de insectos herbívoros; y un cambio en la dieta en algunos linajes de hormigas desde su estado ancestral de carnivoría a una dieta basada principalmente en recursos derivados de plantas.
Estos recursos incluyen el mielato de los pulgones (las heces líquidas ricas en carbohidratos de los hemípteros que se alimentan de savia), el néctar extrafloral producido por las plantas para no para atraer a los polinizadores sino a las hormigas, que empezaron a brindar protección contra los herbívoros mientras buscaban néctar y corpúsculos alimenticios especiales ricos en nutrientes. En los ecosistemas actuales, muchas especies de hormigas dependen de estas fuentes de alimentos derivados de plantas.
A medida que las angiospermas se diversificaron y aumentaron su dominio en todos los biomas terrestres, la cada vez mayor abundancia de recursos alimenticios en las plantas, tanto en forma de alimento directamente derivado de ellas como de insectos herbívoros utilizados como presas, atrajo un número cada vez mayor de insectos hacia las plantas, aumentando las oportunidades para la evolución de las interacciones entre angiospermas y hormigas. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.


sábado, 26 de octubre de 2019

Jardines de Alcalá (5): el jardín de los Doctrinos


La plaza de los Doctrinos es uno de los rincones más recoletos y agradables de Alcalá. Mientras que la ermita que le da nombre le sirve de flanco izquierdo, como telón de fondo de la plazoleta aparece la fachada del convento de Carmelitas Descalzas del Corpus Christi o de Afuera, conocido con este nombre porque se levantaba extramuros de la ciudad.
Delante de la fachada barroca del convento en la que, superpuestos al rojo ladrillo dominante, destacan la piedra de la portada y lo grandes escudos del Carmelo y de los Dietrischestein, se levanta una estatua-fuente de San Ignacio de Loyola, erigida en 1957, año en el que, por la talla de los árboles dominantes, debió plantarse también el abigarrado jardín que, junto a bancos y parterres, rodea al fundador de la Compañía de Jesús.
En la plaza hay tres árboles de buen tamaño, dos pinos carrascos (Pinus halepensis) y un cedro del Himalaya (Cedrus deodara). Debajo de los árboles hay diferentes especies de arbustos de sombra todos ellos recortados por la mano del topiario: unos setos de laurel-cerezo (Prunus laurocerasus), tres ejemplares de dos especies de uvas de Oregón (Mahonia aquifolia y Mahonia acanthifolia), otros tres acebos (Ilex aquifolium) y algunos pequeños ejemplares de Euonymus japonicus microphyllus. En la segunda foto aparecen una palmera canaria (Phoenix canariensis) y un ciprés (Cupressus sempervirens) que crecen detrás de la plaza, en el patio "Mataperros" de la ermita de los Doctrinos.
De la descripción de los cedros me he ocupado en un artículo anterior, así que ahora empezaré por ocuparme primero de los pinos y luego de los arbustos.

Pino carrasco
El pino carrasco o pino de Alepo (Alepo, en el Líbano es la localidad donde se describió la especie) es el pino mediterráneo por excelencia y, como tal, el mejor adaptado a la sequía. Como, además, es poco exigente en la calidad de los suelos y puede prosperar en suelos rocosos y pedregosos, ha sido muy utilizado en repoblaciones forestales sobre todo sobre suelos de naturaleza calcárea y arcillosa (las repoblaciones del parque natural de Los Cerros de Alcalá están hechas a base de este pino). Resiste bastante bien la contaminación, por lo que es muy apropiado como árbol urbano. En Alcalá es la conífera ornamental más abundante.
Este pino puede alcanzar 22 m de altura, aunque en general es de poca talla, salvo si las características del suelo y humedad son favorables como ocurre, por ejemplo, con los ejemplares que hay en parque O’Donnell. La copa, clara y con poco follaje, deja ver el cielo a su través. El tronco a veces es tortuoso, aunque con humedad suficiente sus fustes son altos y rectos; la corteza es de color gris plateado, ceniciento o blanquecino, seguramente como defensa frente a las intensas radiaciones solares en los lugares de solana donde suele vivir de natural.
Pinus halepensis.  Foto Luis Monje
Las ramas son delgadas y las ramillas son finas, ásperas y grisáceas, con las hojas finas y aguzadas (acículas) agrupadas como penachos en el extremo superior. Las acículas, de color verde claro, son finas y flexibles, se disponen por pares rodeados de una vaina membranosa y se mantienen sobre el árbol poco más de dos años.
Las piñas son cónicas, están dispuestas sobre un grueso pedúnculo y miden de 6 a 12 cm de longitud por alrededor de 4 cm de anchura, con escamas aplastadas de color marrón brillante, que puede ser canela o chocolate. Aparecen con gran abundancia y suelen permanecer varios años sobre el árbol después de dejar caer las semillas (piñones), de color gris negruzco y dotados de un ala membranosa. Suelen producir semilla fértil a partir de los 20 o 25 años y son tan ligeras que un kilogramo puede contener unas 60.000 semillas.
Las semillas se consumen en el Magreb mezcladas con miel o torrefactas. Dicen que consumidas de este modo tienen propiedades afrodisíacas y favorecen la espermatogénesis. La resina se emplea en Grecia para evitar que el vino blanco se agrie. Para lograrlo se utiliza la resina para embadurnar el interior de las cubas y los corchos de las botellas. El vino tratado así se llama retsina y tiene un sabor muy peculiar.
La madera de este pino es muy dura y nudosa, por lo que ha sido poco apreciada en ebanistería. Solamente se ha usado para cajas de embalaje y traviesas de ferrocarril. En las economías rurales mediterráneas la corteza se ha empleado en el curtido de cueros y pieles. Corteza, piñas y hojas se utilizan por sus propiedades tintóreas con las que se obtienen un bonito color marrón amarillento.
En medicina popular magrebí, la corteza se ha utilizado, por sus propiedades astringentes, para tratar heridas mediante emplastos de corteza pulverizada que favorece la cicatrización. La brea, obtenida mediante destilación seca de la madera, está considerada en medicina popular como antiséptica y se ha empleado para curar heridas y enfermedades de la piel.
Acebo
Hojas y frutos del acebo (Ilex aquifolium). Foto Luis Monje
El acebo (Ilex aquifolium) es un pequeño árbol de 8 a 10 m de altura, con el tronco recto, la corteza lisa y verdosa de joven, pero con el tiempo grisácea, más o menos abigarrada y con pocas grietas verticales. La copa es piramidal cuando joven, muy densa y ramosa, con las ramas erectas, de color verde lustroso, que pasa a grisáceo con la edad. Las ramas se disponen erectas y son de color verde reluciente, aunque las ramillas jóvenes son algo pubescentes y de color verde oscuro.
Las hojas son persistentes, simples, alternas, ovado-oblongas, gruesas, coriáceas, de bordes más o menos ondulados y espinosos y ápice acabado siempre en fuerte espina. Pueden no tener espinas laterales. Miden de 6 a 8 cm de longitud por 3 a 4 cm de anchura, tienen color verde oscuro reluciente por el haz y verde pálido por el envés. El pecíolo es corto y mide de 5 a 16 mm de longitud. Las hojas caen todavía verdes, al cabo de 3 o 4 años. Las hojas, preparadas en infusión, se emplean en medicina popular como diuréticas, expectorantes, febrífugas y antiespasmódicas.
Florece desde marzo hasta finales de junio. Las flores son pequeñas, generalmente unisexuales, pocas veces hermafroditas, olorosas, axilares y de color blanco. Aparecen solitarias o en racimos de corto número y están cortamente pediceladas. Tienen el cáliz de cuatro sépalos y la corola con igual número de pétalos ligeramente soldados por la base.
Los frutos son drupilanios globosos, carnosos, pedunculados, de color rojo coral, del tamaño de y contienen 3 a 5 semillas. Maduran en otoño y suelen permanecer sobre la planta hasta la primavera. Los frutos, muy buscados por los animales, son tóxicos para el hombre. El envenenamiento por su consumo se manifiesta en un malestar general, acompañado de vómitos, gastroenteritis con diarreas y trastornos cardíacos.
Los druidas pensaban que el sol no desaparecía ante el acebo, por lo que le consideraron como una planta sagrada y era la representación del invierno. Para los antiguos las hojas persistentes del acebo simbolizaban eternidad. En los países nórdicos es un símbolo tradicional de Navidad. El acebo, la hiedra y el boj han sido largamente asociados a fiestas religiosas, pero ni la Biblia ni los antiguos griegos hacían mención a este árbol, ya que la palabra ilex la empleaban para designar a la encina.
Es una especie nativa de Europa, norte de África y oeste de Asia, que ha sido muy cultivada desde tiempos remotos. Se dice que el acebo fue muy importante en la decoración para los romanos, que lo dedicaban en honor de Saturno durante las Saturnalias en el solsticio de invierno y de ahí la heredada costumbre cristiana de emplearlo como adorno navideño.
La madera es dura, pesada, compacta y de gran resistencia. Es estimada en tornería, ebanistería y para la elaboración de diferentes utensilios. Sus hojas han sido tradicionalmente muy apreciadas para alimentar al ganado en invierno en zonas de montaña, cuando los pastos carecen de alimento y otros árboles ya han perdido la hoja. De su corteza se extraía la liga para cazar pájaros y contiene entre otros componentes la ilicina, semejante a la quinina. Es una planta muy apreciada como ornamental, de la que existen múltiples cultivares que soportan muy bien la poda topiaria, por lo que se utiliza como seto o para hacer figuras de adorno.
El género Ilex recibe su nombre por la semejanza de sus hojas con las de la encina (Quercus ilex). El nombre específico aquifolium es la denominación latina del acebo, que en latín tardío era acifolium, quizás procedente de la unión de acies, punta o filo, y folium, hoja.
Laurel cerezo
Prunus laurocerasus
Es un arbusto o pequeño árbol que puede alcanzar de 6 a 8 m de altura, con la corteza lisa de color pardo-grisáceo, con pequeños abultamientos y ligeras grietas verticales. La copa es ancha, muy densa, más o menos esférica y muy ramificada, con las ramas rectas, grisáceas, rodeadas de cicatrices marrones y con las ramillas al principio lisas y verdosas, después algo angulosas, con lenticelas.
Las hojas son persistentes, simples, alternas, espiraladas, gruesas, blandas al salir para después hacerse coriáceas, de elípticas a oblongas, apuntadas en el ápice y cuneadas o redondeadas en la base, de borde ondulado algo revuelto, entero o con dientes separados poco aparentes. Miden de 7,5 a 15 cm longitud por 2,5 a 5 cm de anchura, son lampiñas, de color verde oscuro reluciente por el haz y verde más claro en el envés, donde hay de 2 a 6 glándulas a lo largo del nervio medio. Al frotar las hojas exhalan un olor a almendras amargas, debido a la presencia de ácido cianhídrico, por lo que son venenosas. Se desprenden del árbol a los 3 o 4 años.
Las perfumadas flores presentan color blanco y miden 8 mm de diámetro. Están pediceladas, reunidas en vistosos racimos de unas 20 flores pequeñas, más o menos erectos y más cortos que las hojas, de 6 a 12 cm de longitud. Florecen de abril a mayo, aunque a veces vuelven a florecer en otoño.
Los frutos, unas drupas como pequeñas cirueas, son ovoides, apuntados y carnosos. Miden alrededor de 8 mm de longitud, tienen color verdoso, después son rojizos y en la madurez adquieren una tonalidad violácea casi negra y reluciente. Tienen sabor áspero y agrio. Contienen una sola semilla, lisa, con un saliente lateral. Maduran de verano a otoño. Son tóxicos, especialmente los inmaduros.
El laurel cerezo no es nativo de España. Su área natural se extiende por las regiones forestales del sureste de Europa, Cáucaso y Oriente Próximo. Fue introducido en jardinería en Constantinopla alrededor del año 1576 y a partir de entonces ha sido objeto de un intenso cultivo.
La madera es dura y homogénea, poco utilizada por las pequeñas dimensiones de los ejemplares, salvo para leña. Sus hojas secas sirven para la fabricación del Aqua laurocerasi, empleada como medicinal, conocida como esencia de almendras amargas. Las hojas acompañaban a los coleccionistas de mariposas, ya que machacadas y colocadas dentro de un recipiente cerrado matan a los lepidópteros encerrados y los mantiene largo tiempo sin alterar. Es muy utilizada como ornamental, y por eso hay diversas formas de jardinería, con hojas de diferentes características según la variedad. Es uno de los principales arbustos empleados para la formación de macizos, igualmente utilizado para constituir setos, al soportar muy bien un recorte anual.
Prunus es el antiguo nombre en latín del ciruelo. El nombre específico laurocerasus hace referencia a ser considerado como un cerezo con hojas de laurel, de donde se deriva la denominación común.
Uvas de Oregón
Mahonia acanthifolia en flor.
El nombre genérico Mahonia fue dedicado por el botánico estadounidense Thomas Nuttall a un horticultor americano de origen irlandés, Bernard M. Mahon, que vivió en Filadelfia entre 1775 y 1816. El género, nativo del este de Asia, el Himalaya, Norteamérica y Centroamérica, contiene unas setenta especies de arbustos perennes algunos de los cuales son muy apreciados en jardinería por sus grandes hojas lustrosas de 10-50 cm de longitud con 5-15 alas, su brillante floración amarilla y por los lucidos frutos azulados o rojizos.
Mahonia acanthifolia en fruto.
El género comprende arbustos siempreverdes, sin espinas, con hojas alternas, pinnadas, con el foliolo terminal generalmente de mayor tamaño que el resto. Foliolos a menudo con los bordes espinescentes. Flores bisexuales dispuestas en panículas o racimos erectos o colgantes, generalmente en las axilas, pero cerca de los extremos de los tallos. Las flores están rodeadas por quince piezas dispuestas en 2-3 series. Las tres piezas exteriores son a menudo más pequeñas y frecuentemente verdosas o rojizas; el resto son cóncavas y generalmente amarillas. Androceo con seis estambres sensitivos al tacto. Fruto en baya negro-azulada, púrpura o rojiza. Incluye unas 70 especies distribuidas por Asia, desde el Himalaya a Japón e Indonesia, y en Norte y Centroamérica.
Mahonia aquifolium
En la plaza de los Doctrinos hay plantadas dos especies, Mahonia aquifolium y Mahonia acanthifolia. Esta última, nativa del Himalaya, presenta hojas con 17-27 foliolos, con 2-4 dientes espinosos por cada lado y sus flores amarillas nacen agrupadas en espigas colgantes alargadas. Por su parte, M. aquifolium, nativa del oeste de Norteamérica de donde viene el hombre común de “uvas de Oregón” con el que se conoce en jardinería, tiene hojas con 5-11 foliolos ovado-elípticos, de 4-8 cm de longitud y con 5-12 dientes espinosos a cada lado. El haz de la hoja es de color verde brillante, que se vuelve rojizo en el invierno. Las flores amarillas van racimos erectos de 8 cm de longitud. En ambas especies, las bayas de color negro azulado, esféricas, de unos 9 mm de diámetro. Las mahonias, como otros miembros de la familia Berberidáceas, contienen berberina, un alcaloide de probada eficacia frente a diversas patologías médicas.
Evónimo
Euonymus japonicus
Originario del Japón y ampliamente cultivado como ornamental en todo el mundo, Euonymus japonicus, comúnmente llamado evónimo japonés o bonetero japonés, es un arbusto perennifolio provisto de hojas opuestas, de color verde oscuro, limbo obovado o elíptico y márgenes finamente aserrados, excepto cerca de la base. Las flores, que nacen agrupadas en las axilas de las hojas, son hermafroditas y tetrámeras. Corola con pétalos libres. El fruto es una cápsula loculicida. Las semillas llevan una envuelta carnosa rojiza o arilo que atrae poderosamente a las aves. El nombre del género es el nombre griego que se daba a las plantas de este género. En la plaza de los Doctrinos hay un trío de ejemplares de una variedad de hojas pequeñas (var. microphyllum), situados justamente al pie de las jambas de la portada del convento de Afuera. © Manuel Peinado. @mpeinadolorca.

Criptófitas: maravillosamente simples, extraordinariamente complejas

Las criptofitas presentan una cubierta rígida y dos flagelos que salen de una invaginación ventral. Foto al microscopio electrónico de barrido. Fuente.

Gracias a que la evolución las ha dotado de uno pigmentos especiales, estas algas unicelulares microscópicas absorben más luz que cualquier otro vegetal.
Gracias a algunos procesos evolutivos de fusión entre diferentes tipos celulares (endosimbiosis), algunas algas han desarrollado la capacidad de captar un espectro más amplio de energía lumínica para realizar una fotosíntesis más eficaz que la del resto de las plantas.
¿Alguna vez ha pensado en qué están hechas las plantas? Despoje de todo el esplendor y la gloria a las diferentes especies vegetales y mire de cerca cómo crecen 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.
Todo comienza con los fotones, las partículas mínimas de energía luminosa  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 cuerpos 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, cuyo objetivo es tomar CO2 y utilizar la energía creada previamente para transformar 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 (les 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.
Los cloroplastos son los orgánulos celulares que en los organismos eucariotas fotosintetizadores se ocupan de la fotosíntesis. Están limitados por una envoltura formada por dos membranas concéntricas y contienen vesículas, los tilacoides, donde se encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas que convierten la energía lumínica en energía química, como la clorofila. Fuente.
La celulosa es el principal componente estructural de las células vegetales. Tanto las algas unicelulares como los árboles más grandes están construidos 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? Y todo gracias a la fotosíntesis.
Después de más de tres mil millones de años actividad biológica en la Tierra recién formada, un pigmento llamado clorofila surgió hace unos 2.500 millones de años en algunos organismos unicelulares, lo que les permitió capturar energía en forma de luz para convertirla en azúcares. Este truco bioquímico, la fotosíntesis, transformó la biosfera. Más tarde, la fotosíntesis permitió que las plantas autótrofas dominasen tierras y mares, y constituyeran la base de todos los alimentos que nosotros, los heterótrofos (los organismos que no producimos nuestro propio sustento), consumimos para sobrevivir.
Pero, como diría Billy Wilder, “nadie es perfecto”. La clorofila tampoco.
Aunque la clorofila captura muy bien las longitudes de onda cortas (azul) y largas (rojo) del espectro lumínico visible, no absorbe las longitudes de onda medias de manera tan efectiva. Eso significa que deja sin explotar un gran potencial energético. En los extremos del espectro lumínico quedan sin aprovechar tanto la luz infrarroja, que no tiene suficiente energía para resultar fotosintéticamente útil, como la luz ultravioleta, que resulta dañina para todos los organismos, incluidas las plantas.
Un grupo poco conocido de algas microscópicas, las criptofitas (Cryptophyta), ha desarrollado pigmentos especiales, las ficobilinas, que, unidas a proteínas para formar ficobiliproteínas, son capaces de capturar las longitudes de onda a las que la clorofila no puede acceder, y eso ha hecho de ellas un grupo ecológicamente extraordinariamente competitivo que ha permitido que sean ubiquistas, es decir, que prosperen en medios muy diferentes, desde océanos hasta arroyos, estanques y lodazales.
En 1967, la revista Journal of Theoretical Biology publicó un artículo, On the Origin of Mitosing Cells, firmado por la bióloga Lynn Margulis (1938-2001) en el que esbozaba por primera vez la teoría de la endosimbiosis seriada. Margulis propuso la endosimbiosis como el mecanismo evolutivo gracias al cual se podrían originar nuevas especies: dos organismos que han evolucionado por separado se asocian en un determinado momento; si su asociación resulta beneficiosa en el medio en el que viven, acabarán siendo un único organismo
En pocas palabras, propuso que la primera célula eucariota de la Tierra, aquella célula de la que provenimos todos los animales y las plantas, se formó mediante la fusión de tres bacterias preexistentes completas. Gracias a su mayor capacidad competitiva, esa célula eucariota primigenia empezó a proliferar, y una de sus descendientes sufrió otra experiencia traumática: fagocitó a una bacteria fotosintética de la que provienen los actuales cloroplastos.
El origen de las ficobiliproteínas está estrechamente relacionado con los orígenes de las algas criptofitas, que son el resultado de una fusión entre dos organismos eucariotas: un alga roja que fue engullida por otro eucariota desconocido. Este tipo de fusión evolutiva entre dos eucariotas se llama endosimbiosis secundaria. La primera endosimbiosis ocurrió cuando un procariota (un organismo unicelular sin núcleo), engulló una bacteria, produciendo la primera célula eucariota hace unos 1.700 millones de años.
Las fusiones secundarias e incluso terciarias han ocurrido varias veces en la historia de la vida, creando nuevos tipos de vida cuando un organismo absorbe y contiene a otro. Estas fusiones son como experimentos en los que se mezclan y combinan proteínas y otras moléculas diferentes, que, de tener éxito, terminan en una especie de organismo híbrido que tiene capacidades que ninguno de los dos socios originales tenía.
Juntos, el alga roja y el eucariota desconocido que la envolvió proporcionaron las estructuras necesarias que podrían ensamblarse para formar ficobiliproteínas. Estas proteínas de captura lumínica están formadas por dos subunidades de proteínas, una de las cuales está codificada en el genoma nuclear del (por ahora) enigmático eucariota hospedante, mientras que la otra está codificada en el genoma de los cloroplastos del alga roja.
Célula de una criptofita: 1-vacuola contráctil, 2-cloroplasto, 3-tilacoide, 4-mancha ocular, 5-nucleomorfo, 6-gránulo de almidón. 7-ribosomas 70S, 8-núcleo, 9-ribosomas 80S, 10-flagelos, 11-invaginación, 12-glóbulo de lípidos, 13-eyectosoma, 14-mitocondria, 15-pirenoide, 16-aparato de Golgi, 17-retículo endoplasmático, 18-retículo endoplasmático cloroplástico. Fuente.
Y así, mediante una secuencia de un organismo que absorbe a otro y luego se transforma en algo completamente nuevo, se formaron estas algas únicas, las criptofitas, que jugaron con las proteínas que tenían a su disposición para aprovechar una nueva oportunidad, cuyo resultado fue la formación de nuevos pigmentos para absorber más luz para realizar la fotosíntesis.
Parte de la molécula de las ficobiliproteínas se deriva del material genético de otro pigmento, la ficoeritrina, presente en las algas rojas ancestrales. Pero la otra subunidad proteica que produce la ficobiliproteína, codificada por un gen del organismo hospedante, es de origen desconocido y no coincide con la secuencia de ningún gen conocido en otros organismos.
Se sabe que cada criptofita tiene solo un tipo de ficobiliproteína, que es exclusivo de cada especie de alga, lo que sugiere que el espectro de absorción de estos pigmentos puede cambiar según el entorno en el que crezcan las algas. Todavía no está claro cómo las criptofitas consiguen hacer esa hazaña fisiológica, pero algunos investigadores piensan que la ficobiliproteína cambia de forma para absorber diferentes longitudes de onda y eso permite a cada especie de criptófita colonizar un medio diferente.
Cuando las células eucariotas absorbieron por primera vez a las cianobacterias que se convirtieron en cloroplastos, el orgánulo celular que absorbe la luz, la fotosíntesis se convirtió en un poderoso impulsor de la vida en la Tierra. Pero puede que la evolución de la fotosíntesis aún no haya culminado, ya que las fusiones secundarias, como la que produjo a las criptofitas, han expandido aún más los pigmentos disponibles para capturar porciones no utilizadas del espectro lumínico.
Si las plantas pueden continuar aprovechando más y más energía lumínica, no podemos saber cómo podría afectar eso al futuro del planeta. ©
Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca