Nombre: Orquídeas

Nombre científico: Familia: Orchidaceae

Conocido por: Belleza, epifitismo, aportación de sabor a vainilla, diminutas semillas, micorrizas, polinización engañosa, micoheterotrofia, uso medicinal, krakatoa vegetante…

Récord roto: La planta más confiable del mundo...

La familia de las orquídeas, las Orchidaceae, es una de las familias de plantas con flores más grandes con un número estimado de especies que van desde 26,460 [Maarten Christenhusz et al.,‎ Plantas del mundo: una enciclopedia ilustrada de plantas vasculares; Prensa de la Universidad de Chicago, 2017] a > 27,000]. Si bien eso podría decirse que puede haber casi 27,000 formas únicas de ser una orquídea, este artículo tendrá que limitarse a generalizaciones. En particular, quiero celebrar un rasgo que las orquídeas muestran supremamente bien, el optimismo. Ese optimismo no es solo que las cosas saldrán bien, se debe en gran parte a la confianza que muchas orquídeas tienen en otros organismos haciendo lo correcto para que la orquídea pueda sobrevivir. Esta naturaleza confiada se ejemplifica en tres aspectos importantes de la biología de las orquídeas que abarcan el ciclo de vida completo.

Empezando: en el destino (¡y en los hongos!) confiamos…

La mayoría de las semillas se liberan al mundo con abundantes reservas de alimentos para establecerse como nuevas plantas independientes hasta que puedan hacer la fotosíntesis y producir su propio alimento. Las orquídeas tienen el récord mundial por tener las semillas más pequeñas conocidas. Por lo general, sus semillas son tan pequeñas que parecen "polvo fino" y pueden pesar tan solo 0.3 µg (eso es menos de un tercio de un millionth de un gramo!) para Schomburgkia undulata (carol baskin y jerry baskin, Semillas: ecología, biogeografía y evolución de la latencia y la germinación, Segunda Edición, Prensa Académica, 2014) *. Esta masa extremadamente baja se debe en gran parte al hecho de que la semilla de la orquídea casi no tiene endospermo (generalmente no tiene) (Baskin & Baskin, 2014), el tejido de reserva de alimentos que contienen las semillas más típicas. La ausencia de este suministro de alimentos incorporado significa que la orquídea en germinación y la plántula en desarrollo dependen de un externo fuente de comida preparada. Y esa fuente es, quizás algo sorprendente, proporcionada por un hongo.

Ahora bien, un hongo es un organismo que no puede hacer su propia comida, por ejemplo, a través de la fotosíntesis; requiere una fuente de alimentos orgánicos listos para usar y, por lo tanto, es heterotrófico (¿No estás registrado como autótrofo, como la mayoría de las plantas verdes). ¿Cómo puede un heterótrofo suplir los requerimientos alimenticios de una orquídea? En algunos casos, el hongo que se alimenta de orquídeas puede estar explotando directamente las fuentes de alimentos orgánicos en el suelo (Sarah Smith, New Phytologist 65: 488-499, 1966; hacer: 10.1111 / j.1469-8137.1966.tb05972.x). En otros, el hongo obtiene estos compuestos orgánicos de otra planta con flores con la que tiene una relación simbiótica mutua (Baskin & Baskin, 2014). Por lo tanto, en algunos casos, una orquídea actúa como un parásito sobre otra planta con flores, ¡aunque indirectamente a través de un intermediario fúngico! También hay evidencia de que algunas orquídeas requieren la presencia del hongo correcto para permitir la germinación de semillas en primer lugar (Baskin & Baskin, 2014). Tenemos así la situación en la que la supervivencia de nuestra orquídea no sólo depende de encontrar el hongo adecuado para desarrollar el llamado micorrizas de orquídeas, pero su supervivencia continua hasta que sea un independiente, 'autoalimentado' [autótrofo], individuo que realiza la fotosíntesis, depende de los alimentos derivados de un hongo 'niñera' y, en algunos casos, en última instancia, de otra 'compañera' involuntaria de plantas con flores.

Incluso cuando son fotosintéticas, algunas orquídeas continúan obteniendo parte de sus necesidades de carbono orgánico del socio fúngico y, por lo tanto, tienen una mixotrófico estilo de nutrición (Baskin & Baskin, 2014). Mientras que muchas orquídeas solo explotan al hongo asociado como alimento en las primeras etapas de desarrollo, algunas nunca se vuelven verdes y fotosintéticas (y por lo tanto autotróficas...) y 'parasitan' al hongo asociado a lo largo de su vida (Tikhonovich & Provorov, capítulo 14 en Fitopatología Integral y Molecular (eds. Yuri Dyakov et al.), Elsevier, 2007). Estas plantas con flores nutricionalmente atípicas se denominan micoheterótrofos [Baskin y Baskin, 2014]. Tales son las complejidades de las relaciones de alimentación orquídea-hongo que se han visto como depredación o incluso parasitismo por parte de la orquídea (Baskin & Baskin, 2014) **.

La gran vida: en (¡y sobre!) los árboles en los que confiamos...

Mientras que un número apreciable de orquídeas son plantas típicas en el sentido de que tienen sus raíces en el suelo y viven literalmente al nivel del suelo, muchas otras han adoptado un estilo de vida mucho más elevado. Dichos miembros normalmente se pueden encontrar a muchos metros sobre la superficie del suelo, posados ​​de manera algo precaria en las ramas o troncos de los árboles. Las plantas que viven de esta manera se denominan epifitas. Hay alrededor de 28,000 especies de plantas epífitas (Gerhard Zotz, Plantas sobre plantas: la biología de las epífitas vasculares, Primaverar 2016, pág. 16), y “la mayoría de las epífitas son orquídeas y la mayoría de las orquídeas son epífitas” (Zotz, 2016, p. 37). Se conocen casi 19,000 70 especies de orquídeas epífitas, lo que no solo significa que las Orchidaceae representan casi el XNUMX % de todas las epífitas conocidas, sino que el mismo % de las especies de orquídeas son epífitas.

Este estilo de vida epífito tiene muchos retos [Adibah y Ainuddin, Revista asiática de ciencias vegetales, 10: 97-107, 2011; doi 10.3923/ajps.2011.97.107], no menos importante es la separación de la planta de su fuente de agua más habitual, el suelo. Aunque están muy alejadas del suelo, las raíces de las orquídeas epífitas todavía se utilizan como órganos de absorción de agua. Aquí obtienen su agua típicamente del agua de lluvia o de la humedad del aire que rodea a la orquídea situada en el aire, empleando un tejido especializado, cubierta, para este propósito ***.

Un aspecto de la naturaleza confiada de estas plantas se ejemplifica en el caso de las orquídeas epífitas sin hojas. En lugar de explotar otras formas de vida trabajadoras y 'robar' su alimento preparado rico en productos orgánicos, estas orquídeas han desarrollado capacidad fotosintética en sus raices. De este modo, muestra confianza en la capacidad de los órganos que evolucionaron para un propósito asumiendo un papel completamente nuevo, y haciéndolo a un ritmo que puede sostener al resto de la planta. Otro de los grandes aspectos de la confianza que la orquídea demuestra en este estilo de vida es que la percha será estable y no caerá al suelo y probablemente dañará, tal vez incluso matará, a la orquídea. Todas las formas de vida necesitan apoyo para ayudarlas a lo largo de la vida, las orquídeas epífitas tal vez más que la mayoría...

Polinización engañosa: en la lujuria confiamos…

Podría decirse que una de las formas más fascinantes en que las orquídeas demuestran su confianza en otras especies es durante la polinización. Muchas orquídeas dependen de la servicios de polinización de insectos. Si bien eso no es diferente a miles de oOtras especies de plantas con flores, algunas orquídeas han llevado esta dependencia a niveles extremos al explotar el propio impulso reproductivo del insecto para satisfacer los requisitos reproductivos de la planta.

Para lograr el efecto deseado, estas orquídeas a menudo liberan sustancias químicas en el aire que huelen a sexo insecto feromonas. Estos compuestos son detectados por insectos machos que, confundiéndolos con los reales, buscan a la hembra de la especie de insecto cuya presencia indica esta pista olfativa. Siguiendo la señal del olor hacia la orquídea, los insectos tienen señales visuales de refuerzo de la forma y el tamaño de la flor que se parece al insecto hembra y, por lo tanto, a una pareja potencial.

Estas flores no solo huelen y se ven como insectos hembra, sino que también pueden tener la textura, por lo tanto, la "sensación", de lo real. El engaño es tan bueno que el macho esperanzado a menudo intentará aparearse con la 'hembra'. Aunque no se produce ninguna reproducción de insectos de este encuentro amoroso, las estructuras que contienen polen de la orquídea: polinia – adherirse a la cabeza del insecto macho. El insecto sale volando, con los polinios firmemente adheridos, y repite el insatisfactorio proceso de cópula con otra flor de orquídea. Esta vez, la transferencia de las polinias se realiza desde la cabeza del insecto a los órganos femeninos de la flor de la orquídea. Con optimismo [¡más optimismo de orquídeas!], el polen transferido germinará y la fertilización seguirá dando como resultado la creación de semillas de orquídeas para comenzar la próxima generación de orquídeas siempre optimistas. El desafortunado insecto continuará con sus falsos encuentros sexuales con otras orquídeas y, presumiblemente sin darse cuenta, ayudará a la orquídea a producir más descendencia. Así, al menos uno de los 'compañeros' en este 'ménage à trois' logra cierto éxito reproductivo ****. Apropiadamente, esto 'insecto falso-sexo' se denomina pseudo-cópula.

Una vez más, el éxito de las orquídeas está íntimamente ligado a la vida de otro organismo. En este caso, la reproducción de las orquídeas está ligada a las inclinaciones sexuales de su insecto polinizador. Pero, y no lo olvidemos, el éxito de esta práctica se basa en la planta confianza ¡que los insectos seguirán siendo engañados en sus actividades sexuales por la astuta orquídea!

En resumen: en todas las etapas del ciclo de vida, las orquídeas dependen de la ayuda de otras especies, ya sean hongos, insectos o árboles. Ellos 'confían' en que la cooperación seguirá brindándose cuando sea necesario, y de esa manera la orquídea optimista sobrevivirá.

Tal vez lo que podemos aprender de todo esto es que el éxito de una especie es, ¡a menudo íntimamente! – ligado al éxito de (una) otra especie. ¿Quizás los humanos deberíamos aprender una lección de las siempre confiadas orquídeas y reconocer que es probable que sobrevivamos mejor como especie como miembros de una comunidad biodiversa en este planeta?

* Las semillas de orquídeas no solo son livianas, sino que pueden ser tan cortas como 0.18 mm (Oberonia iridifolia), y hasta 4 millones de semillas pueden estar presentes en una sola cápsula (Cycnoches ventricosum var. cloroquilona) (Baskin y Baskin, 2014). Y, de manera rejuvenecedora (y también optimista...), las diminutas semillas transportadas por el viento de cuatro especies de orquídeas terrestres estuvieron entre las primeras plantas en recolonizar Krakatoa, después de que la vida vegetal de la isla fuera destruida por la actividad volcánica en 1883 (Baskin & Baskin, 2014).

** Lo que también demuestra que solo porque algo se llama micorriza no significa necesariamente que sea un acuerdo de beneficio mutuo para los socios de hongos y plantas...

*** El velamen, una innovación tan importante que cumple múltiples funciones como protector de radiación ultravioleta para los tejidos fotosintéticos de las raíces aéreas de la orquídea epífita, y también debe ser encontrado en raíces de orquídeas no epífitas y otras plantas monocotiledóneas terrestres...

**** Y, aunque este grado de especialización polinizadora, en el que el futuro de la orquídea está íntimamente ligado a la suerte de un insecto, puede parecer el equivalente orquídea de poner todos los huevos en una canasta, esta estrategia de polinización altamente específica es notablemente eficiente (giovanni scopece et al., El naturalista americano 175: 98-105, 2010; doi https://doi.org/10.1086/648555).

Finalmente, si quieres más orquídeas en tu vida (¿y quién no querría...?), no es demasiado tarde para ponerte al día con las de Simon Pugh-Jones. 365 dias de orquideas.