Desde los inicios del estudio de la vida, siempre ha existido el interés por clasificar los organismos de diferentes formas. Para las plantas, se podrían pensar en muchos criterios, como las características morfológicas, el uso que hacemos de ellas y los entornos en los que se encuentran. Sin embargo, los biólogos están interesados ​​no sólo en clasificar los organismos sino también en comprender cómo pueden estar relacionados evolutivamente. Para conseguirlo se ha utilizado información procedente de la morfología o, más recientemente, datos del ADN, ARN o proteínas. Hay varias razones por las que algunos biólogos han preferido utilizar datos moleculares. Podría decirse que una de las más importantes es que algunas características morfológicas pueden parecerse bastante, pero esto no implica necesariamente que se originen a partir de un ancestro común; pueden ser el resultado de procesos evolutivos totalmente independientes. Sin embargo, como el ADN lleva consigo no sólo la información de un organismo sino también su pasado, las filogenias moleculares son muy útiles para establecer relaciones más precisas entre organismos.

Un claro ejemplo de ello es la familia Elatinaceae, que durante mucho tiempo no estuvo claro con qué otro grupo de plantas podría estar más emparentada. Inicialmente, algunos investigadores afirmaron que esta familia estaba estrechamente relacionada con Caryophyllaceae –la familia de los claveles– por sus pequeñas flores y diminutas semillas. Otros sugirieron, basándose en evidencia anatómica, palinológica y embriológica, que estaba estrechamente relacionado con frankeniáceas y Tamaricáceas. Posteriormente, otros autores señalaron que la familia estaba estrechamente relacionada con clusiáceas –la familia del mangostán– lo que luego fue corroborado por estudios moleculares. Esto posicionó a Elatinaceae como miembro del orden Malpighiales, un orden que tiene un poco de todo: desde el árbol de goma (Hevea brasiliensis) y granadilla (Passiflora) al violetas de flores pequeñas (Violeta spp.) y Rafflesia arnoldii–la planta con el récord de flor más grande del mundo.

Sin embargo, las relaciones evolutivas de Elatinaceae con las otras familias dentro de Malpighiales permanecieron inciertas hasta que otro estudio filogenético molecular determinó de manera convincente que Elatinaceae es hermana de Malpighiaceae. Este hallazgo fue impactante, considerando las enormes diferencias de estas dos familias: mientras que Elatinaceae es una familia cosmopolita de especies pequeñas, terrestres, acuáticas o anfibias con flores pequeñas y discretas, Malpighiaceae es una familia americana principalmente tropical de lianas y árboles con flores vistosas, generalmente amarillas. , flores de color naranja o rosa.

Curiosamente, la combinación de datos de filogenia molecular con información morfológica ha demostrado ser valiosa para comprender similitudes entre familias que parecen sorprendentemente diferentes en la superficie. Por ejemplo, una exploración detallada de la anatomía de las flores ha resultado notablemente útil para comprender mejor la relación entre algunas familias del orden Malpighiales. Por ejemplo, flores de las familias hermanas. Rhizophoraceae y Erythroxylaceae Tienen tubos productores de néctar en los estambres y una capa de células llamada idioblastos en los sépalos y ovarios. Estudios similares también han identificado que las familias hermanas Crisobalanáceas y Eufroniáceas También comparten características florales, como células productoras de mucílago en los sépalos y un lóbulo. nectario. Sin embargo, hasta hace muy poco, no había ningún estudio que abordara la anatomía floral de Elatinaceae y no había forma de saber si alguna característica floral era compartida con su familia hermana, Malpighiaceae.

Teniendo esto en cuenta, la Dra. Stéphanie Bonifácio y sus colegas realizaron el primer estudio de anatomía floral de la familia Elatinaceae, analizando cuatro especies de sus dos géneros, Bergia y elastina. Los autores realizaron un análisis exhaustivo de las características florales de Elatinaceae y las compararon con las reportadas para Malpighiaceae basándose en la literatura disponible sobre las familias Malpighiales. Después de revisar todos estos rasgos, los autores pudieron encontrar dos caracteres morfológicos que comparten Elatinaceae y Malpighiaceae. La primera fue la presencia de estructuras secretoras en la antera. conectivo, el tejido que conecta las estructuras productoras de polen de la flor. Esta novedad para Elatinaceae no ha sido reportada hasta el momento en ningún otro estudio sobre la familia.

Por otro lado, los autores identificaron que los óvulos de las flores presentaban hipóstasis, un tejido diferenciado de las células circundantes al tejido que nutre las semillas durante su desarrollo. Tales estructuras no están presentes en todas las familias de plantas, por lo que el hecho de que estén presentes en estas dos familias hermanas indica que, a pesar de sus notables diferencias morfológicas, aún quedan rastros de su parentesco.

Además de descubrir estructuras compartidas por estas familias, los investigadores hicieron algunas observaciones reveladoras. Notaron una cantidad baja de granos de polen y que el polen comenzó a germinar temprano dentro de las anteras. Además, identificaron la ausencia de estructuras productoras de néctar y que, en el caso particular de Elatina gratioloides, las estructuras masculina y femenina no estaban separadas como en la mayoría de las plantas, sino que estaban fusionadas en una sola estructura. Estas características llevaron a Bonifácio y sus colegas a inferir la capacidad limitada de las flores de Elatinaceae para atraer polinizadores, sugiriendo la posibilidad de autogamia en esta familia, es decir, la capacidad de autofecundarse sin depender del polen de otras flores.

A diferencia de las Elatinaceae, las flores de su familia hermana, Malpighiaceae, tienen características llamativas para los insectos, fomentando la transferencia de polen entre otras flores, incluso de diferentes individuos. Estas diferencias resaltan la fascinante variedad de mecanismos evolutivos que las plantas han desarrollado para asegurar su éxito reproductivo en diversos entornos.

Por ejemplo, Malpighiaceae estuvo influenciada por una relación mutualista con las abejas recolectoras de aceite, favoreciendo la alogamia y generando dependencia de los polinizadores. En cambio, en Elatinaceae la tendencia es la contraria: las flores tienden a no depender de polinizadores externos y recurren a la autogamia como estrategia reproductiva. Esta estrategia puede haber surgido para asegurar la reproducción y el establecimiento en contextos donde la disponibilidad de polinizadores externos puede ser limitada.

La exploración de los caracteres florales en estas dos familias hermanas, donde diversas estrategias de reproducción sexual explican notables divergencias morfológicas, resalta la diversidad de mecanismos evolutivos que han surgido en respuesta a diferentes presiones selectivas. Estos hallazgos enfatizan la importancia de los análisis anatómicos comparativos centrados en las relaciones filogenéticas, no sólo para proponer hipótesis evolutivas sino también para obtener una comprensión más profunda de los procesos que han dado forma a la diversidad de las plantas.

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Bonifácio, SKV, Amorim, AM & Oliveira, DMT La anatomía floral apunta a la autogamia como un posible camino evolutivo en Elatinaceae (Malpighiales). Evolución del sistema de planta309, 34 (2023). https://doi.org/10.1007/s00606-023-01872-0

Anderson Alvarado

Anderson Es biólogo y se interesa por el desarrollo y la anatomía floral, principalmente en la familia Leguminosae. Actualmente estudia los procesos de ontogenia floral en linajes con flores no papillonadas dentro de la familia Papilionoideae (Fabaceae), de divergencia temprana.

Traducción al español y portugués de Anderson Alvarado.

Imagen de portada de Julia Kruse, Wikicommons.