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sábado, 4 de diciembre de 2021

Los falsos frutos de las gimnospermas

Taxus baccata


A muchos de nosotros nos enseñaron en la escuela que una de las características que distinguían a las gimnospermas de las angiospermas es la formación de frutos. Un fruto, por definición, es una estructura formada por el ovario de una planta angiosperma. Las gimnospermas, por su parte, no encierran sus óvulos en ovarios, sino que están expuestos (en mayor o menor grado) al entorno al menos antes de su fertilización.

La palabra "gimnosperma" significa en griego precisamente eso: "semilla desnuda". Angiosperma, en griego, quiere decir que los óvulos primero, y las semillas, después, están encerradas en una “angios”, es decir en una vasija, alusión metafórica al futo.

Sin embargo, como ocurre con todo lo biológico, en muchos casos la naturaleza no tiene fronteras bien definidas y hay excepciones a casi todas las reglas. Hay gimnospermas que producen estructuras que funcionan de manera bastante similar a frutos. De ellas me voy a ocupar en este artículo.

La clave para comprender esta convergencia evolutiva radica en primer lugar en comprender las ventajas evolutivas de los frutos carnosos (con pulpa) que son los que más se parecen a las semillas pulposas de algunas gimnospermas. Los frutos carnosos son empaquetamientos de una o varias semillas en estructuras que atraen a varios tipos de animales (comedores de frutos o frugívoros) que se las comen. Una vez consumidos, los animales digieren los trozos pulposos y, cuando defecan, depositan las semillas en lugares apartados de la planta de la que obtuvieron su sabroso y nutritivo alimento. La dispersión de las semillas es fundamental para el éxito de las plantas, ya que les permite no solo completar su ciclo reproductivo, sino también conquistar nuevos territorios en el proceso.

Ginkgo. biloba. 1, braquiblastos con las cicatrices que dejan las bases de las hojas caídas. Los óvulos nacen por parejas, pero uno de ellos aborta (2) mientras que el otro se desarrolla hasta alcanzar el tamaño de una cereza. Foto.


Actualmente sobreviven cuatro grupos principales de gimnospermas que representan otros tantos linajes evolutivos: ginkgófitos (representados hoy por una única especie, Ginkgo biloba (1, 2), pero con una larga historia evolutiva); cícadófitos (conocidas genéricamente como cícadas, unas 300 especies actuales, cuyo origen se remonta probablemente al Carbonífero, aunque los restos indiscutiblemente más antiguos datan del Pérmico, hace unos 280 millones de años y que alcanzaron un pico de abundancia y diversidad en la era Mesozoica cuando servían como alimento a los dinosaurios herbívoros); gnetófitos (tres géneros y una docena de especies), y pinófitos, más conocidos como coníferas.

Algunos miembros de cada uno de esos grupos producen estructuras carnosas alrededor de sus semillas. Sin embargo, sus falsos frutos no se desarrollan todos de la misma manera: cada linaje ha desarrollado su propio camino para la producción de "frutos".

Empecemos con los ginkgos y las cícadas. El rastro filogenético se ambos grupos llega hasta el Pérmico temprano, hace unos 270-280 millones de años, más de cien millones antes de que las angiospermas aparecieran el registro fósil. Cuando están desarrollando sus semillas, las plantas de ambos grupos rodean su semilla con una capa de tejido protector llamado tegumento. A medida que se desarrolla la semilla, el tegumento se hincha y se vuelve carnoso.

Anatomía interna de un óvulo de Ginkgo c. Foto de Bruce Kirchoff.


En el caso Ginkgo, el tegumento es rico en un compuesto llamado ácido butírico, que produce un característico olor a mantequilla podrida. Nadie puede decir con certeza para quién evolucionó originalmente para atraer este olor desagradable, pero es probable que tenga algo que ver con la dispersión de semillas. Los carnívoros actuales parecen ser especialmente aficionados a zampar pseudofrutos de los ginkgos, lo que sugiere que algún carnívoro ancestral pudo haber sido el principal dispersor de semillas de esos árboles.

“Frutos” contenidos dentro del cono femenino de una cícada (Lepidozamia peroffskyana). Foto de Tony Rodd.


Los gnetófitos están representados por tres linajes existentes (Welwitschiaceae, Gnetaceae y Ephedraceae), pero solo los dos últimos producen estructuras carnosas. En particular, las semillas de las diferentes especies del género Gnetum se parecen extraordinariamente a algunas bayas de angiospermas.

La formación de la estructura carnosa que rodea cada semilla de Gnetum procede de pequeñas hojitas (brácteas) situadas en la base del óvulo. Después de la fertilización, esas brácteas crecen alrededor de la semilla y se hinchan para volverse rojas y carnosas. Como se puede imaginar, las "bayas" de Gnetum tienen mucho éxito entre los animales. 

Semillas parecidas a bayas de Gnetum gnemon. Foto de Gbohne.


En el caso de algunas Ephedra, el "fruto" también deriva de brácteas mucho más grandes que rodean al óvulo. Aunque estas brácteas son desde su inicio más parecidas a las hojas que las de sus parientes los Gnetum, su desarrollo y función son muy similares.

Brácteas rojas y carnosas de Ephedra distachya.  Foto de Le.Loup. Gris.


Mientras que solemos pensar en conos leñosos cuando hablamos de las coníferas, hay muchas especies dentro de este linaje que también han convergido en estructuras carnosas que rodean sus semillas. Probablemente el ejemplo más famoso se puede ver en los tejos (una veintena de especies del género Taxus, una de las cuales encabeza este artículo).

Como los tejos, Phyllocladus es otro género de coníferas que ha desarrollado una estrategia de dispersión de semillas que, sin serlo, parecen frutas. A medida que los conos femeninos maduran, las brácteas que las protegen se hinchan gradualmente y se vuelven rojas y atractivas como si fueran bayas. El arilo rojo brillante contiene una sola semilla cubierta por una epidermis blanca. Estos arilos carnosos funcionan de manera similar a las frutas: atraen a las aves, que consumen el arilo, se tragan la semilla y luego la dispersan con sus heces. Cuando caen al suelo, las semillas van rodeadas de un fértil estiércol. Ingenioso ¿verdad?



Los óvulos de los tejos aparecen aislados unos de otros sostenidos por un pequeño tallo llamado pedúnculo. Una vez fertilizado, un grupo de células del pedúnculo comienza a crecer y diferenciarse. Gradualmente se hinchan y rodean como copas a las semillas, formando una estructura carnosa de color rojo brillante llamada "arilo". Los arilos son magníficos dispositivos de dispersión de semillas, ya que las aves los consumen ávidamente. La semilla que contiene es bastante tóxica, por lo que generalmente escapa ilesa del proceso y, con un poco de suerte, se deposita lejos de la planta madre.

Otro gran ejemplo de "frutos" carnosos de coníferas se puede ver en los enebros (alrededor de sesenta especies del género Juniperus conocidas entre nosotros como enebros y sabinas). A diferencia de las otras gimnospermas que estoy comentando, los enebros producen conos. Sin embargo, a diferencia de las leñosas piñas de los pinos y sus parientes, las escamas de las piñas de enebro no se abren para liberar las semillas del interior. En cambio, se hinchan hasta cerrarse y cada escama se vuelve carnosa. Las piñas de enebro no son tan rojas como las que hemos visto en otros linajes, pero atraen la atención de muchos animales pequeños que buscan comida.

Conos en forma de baya de Juniperus communis . Foto de Piero Amorati.


Solo he comentado muy por encima las estructuras pseudofrutales de las gimnospermas, aunque de otras me he ocupado en algunos artículos anteriores (1, 2, 3). Detrás de ellas hay un mundo maravilloso por descubrir, porque los diversos linajes de gimnospermas son un testimonio del poder de la selección natural como fuerza impulsora de la evolución. Es fascinante que plantas tan distantes hayan convergido en mecanismos similares de dispersión de semillas por medios diferentes. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.