En Tasmania, y algo de Victoria, puedes encontrar la planta con flores más alta del mundo. Tiene una variedad de nombres, Mountain Ash y Swamp gum son dos. El nombre científico deja claro que no es un Ash (Fraxinus) y hace referencia a su tamaño: Eucalipto regnans. Los árboles más altos son asombrosamente altos, siendo comparables a las secuoyas más altas. Es posible que puedan crecer incluso más que una secoya si se dejan el tiempo suficiente. Sin embargo, su ciclo de vida necesita que sus bosques se quemen para que llegue la próxima generación. Un nuevo artículo de Rod Griffin y colegas, Expresión del ciclo de vida de la depresión consanguínea en Eucalyptus regnans y estabilidad intergeneracional de su sistema de apareamiento mixto, examina ese ciclo de vida, a partir de las flores.

E. reina tiene un sistema de apareamiento mixto en el que las flores pueden producir semillas intercambiando polen con otras plantas, cruces. Las flores son hermafroditas, lo que significa que tienen componentes masculinos y femeninos, como muchas plantas con flores. Si tienen partes masculinas y femeninas, quizás te preguntes por qué no se polinizan solos. A veces lo hacen.

La autopolinización tiene sus inconvenientes para las plantas. Reduce el flujo de genes a través de una población. Podría parecer E. reina ha encontrado una manera de reducir la autofecundación; las flores son protándricas. Las partes masculinas de la flor maduran antes que las femeninas. Pero un E. reina puede tener un millón y medio de flores. Es una fuente masiva de alimento para los insectos polinizadores de la planta. La floración masiva significa que es posible que un insecto polinizador lleve el polen a diferentes partes del mismo árbol mientras se alimenta.

Una vez que las flores dan fruto, almacenan la semilla en cajas de madera en el árbol hasta por tres años antes de que caigan, pero esto no suele ayudar a la especie. “La especie tiene semillas muy pequeñas que no persisten en el banco de semillas del suelo”, dijo Rod Griffin.

“Para una germinación exitosa, necesitan un “lecho de ceniza” mineral abierto que es producido por el fuego a intervalos irregulares. Los árboles llevan varios años de cosecha de semillas en sus cápsulas leñosas que se abren después del fuego y producen una gran lluvia de semillas”.

El fuego limpia los viejos árboles y abre el paisaje para una nueva cohorte de plantas. El profesor Griffin dijo: "La regeneración resultante es más o menos un monocultivo de la misma edad (con respecto a las especies de árboles), aunque, por supuesto, la intensidad del fuego variará en el paisaje, por lo que puede haber un mosaico de parches de diferentes edades".

El profesor Griffin subrayó cómo el fuego es fundamental para el éxito reproductivo. “Si no hay fuego durante 400 años o más, entonces puede haber una sucesión al bosque de Nothofagus y el componente de eucalipto se pierde”.

La población de árboles comienza con el último lote de semillas en los árboles después de un incendio. Entonces, ¿cómo ocurre la depresión endogámica, donde los árboles autopolinizados pierden frente a los árboles cruzados? el papel en Annals of Botany publica los resultados de un estudio de 29 años, siguiendo los árboles a medida que crecen. Aunque originalmente no fue diseñado para tomar tanto tiempo.

“Estos experimentos formaron parte de una serie de investigaciones de la biología reproductiva de E.regnans diseñadas para respaldar el diseño y la gestión de nuevos huertos de semillas comerciales”, dijo el profesor Griffin.

“Sabíamos por un estudio anterior (Eldridge y Griffin 1983) que la progenie autofecundada mostraba una fuerte depresión consanguínea para el crecimiento y queríamos comprender cómo los árboles producían semillas autofecundadas y las consecuencias para la regeneración natural (un sistema que todavía se usa ampliamente en los bosques nativos de eucalipto) y en las plantaciones. Este proyecto más amplio concluyó en la década de 1980 y se produjeron varias publicaciones, por ejemplo Grifo et al. 1987; Griffin y Cotterill 1988; Moran et al. 1989, pero afortunadamente los terratenientes mantuvieron la principal prueba de campo para la producción de madera y permitieron el acceso continuo.

“Un proyecto de doctorado investigó la estructura del rodal a los 15 años (Hardner y Potts 1997). Antes de la cosecha, revisamos la prueba y observamos que la producción de semillas había comenzado en algunos árboles. Esto presentó una oportunidad única para investigar la expresión de la depresión endogámica a través de la fase pre-reproductiva completa de la vida y comparar el sistema de apareamiento con el de la generación anterior”.

La clave del éxito de las plantas cruzadas se debe a la gran cantidad de semillas que produce un árbol de eucalipto. El profesor Griffin dijo: "Un árbol puede producir millones de semillas y, sin embargo, todo lo que necesita hacer para mantener la continuidad de la población es reproducirse una vez".

“La combinación de un intenso aclareo competitivo y la depresión endogámica que favorece los cruces, es suficiente para asegurar que la población reproductiva sea efectivamente cruzada independientemente de la proporción de semillas autofecundadas producidas”.

Esta intensa competencia en la etapa de plántula tiene algún costo para el acervo genético. El profesor Griffin dijo: "Dado que todas las plantas endogámicas se eliminan independientemente de sus genotipos específicos, no hay oportunidad de purgar los genes nocivos y, por lo tanto, reducir la depresión endogámica durante generaciones (Lande et al. 1994).

“Probablemente no sea una coincidencia que la angiosperma más alta del mundo tenga un sistema de regeneración que debe favorecer la selección para un crecimiento en altura vigoroso. Como mostramos en el artículo, si un árbol no ha logrado una posición dominante en el dosel a los 10 años, es poco probable que se reproduzca”.

Los botánicos están acostumbrados a trabajar con especies de vida corta que cambian varias generaciones en un año. Trabajar con árboles es algo diferente. “¡Como mejoradores de árboles y genetistas forestales, estamos bastante resignados a trabajar con los plazos dictados por la biología de las especies!” dijo el profesor Griffin.

“Una vez que tuvimos los árboles en el suelo y un acuerdo de gestión y acceso seguro con los propietarios, todo lo que se necesitó fue mantener la “memoria corporativa” académica y proporcionar recursos para las recopilaciones y el trabajo de laboratorio necesarios para la recopilación oportuna del siguiente tramo de datos. .”

El resultado es un estudio que brinda a los científicos una visión diferente de la biología evolutiva y de poblaciones. "Hay muchos artículos que presentan modelos de expectativas bajo diferentes sistemas de apareamiento y supuestos de consanguinidad, pero muy pocos estudios empíricos como este... especialmente con especies leñosas perennes", dijo el profesor Griffin.

“También hay aplicaciones en silvicultura y mejoramiento de árboles. Los silvicultores deben conocer las consecuencias para la productividad de la plantación de plantar una mezcla de plántulas propias y cruzadas; los mejoradores deberían preocuparse por minimizar la endogamia en sus huertos semilleros”.

“Nuestro trabajo proporciona evidencia empírica de que se puede mantener un sistema de apareamiento mixto en una especie que también exhibe una fuerte depresión endogámica en la fase pre-reproductiva del ciclo de vida. Nos complace poner los datos sin procesar a disposición de cualquier persona interesada en modelar estas dinámicas.

“Las lecciones prácticas en términos de silvicultura y mejoramiento ahora están bien establecidas, pero si tuviéramos el tiempo y los recursos, hay muchas preguntas biológicas que podrían explorarse. Por ejemplo, sería relativamente fácil encontrar poblaciones en las que se pudiera examinar la importancia relativa de la seguridad reproductiva.

“Eucalyptus es un género grande con, en general, un sistema de apareamiento mixto (Byrne 2008), pero también una fuerte variación en la capacidad de tolerar y recuperarse del fuego. Sería interesante tomar especies con una variedad de rasgos de historia de vida y comparar el sistema de apareamiento/depresión endogámica para ver si se puede detectar evidencia de selección directa en el sistema de apareamiento. En el otro gran género leñoso de toda Australia Acacia existe una gran variación interespecífica en la autofecundidad (Gibson y otros 2011). ¿Por qué la diferencia?