¿Cómo se desarrollan las flores? Este es un rompecabezas abordado por Wei Lai y Louis Ronse de Craene en su artículo ¿Cuál es la naturaleza de los pétalos en Caryophyllaceae? La evidencia del desarrollo aclara su origen evolutivo. En él, los autores utilizan microscopía electrónica de barrido para examinar de cerca el interior de las flores. Si bien el tema puede parecer un asunto para morfólogos o biólogos evo-devo, la pregunta tiene importancia en toda la botánica. Louis Ronse de Craene dijo: “El tema que estoy investigando es una de las preguntas fundamentales en morfología, en cuanto a '¿qué son los pétalos?'. Con la diversificación de las plantas con flores, un atractivo perianto ha evolucionado varias veces de forma independiente, ya sea por la coloración (petaloidía) de una envoltura floral existente, o por la transformación de los estambres, o por ambos.

Las flores que Wei y Ronse de Craene investigan son las Caryophyllaceae, a veces conocidas como la familia de los claveles. Estas plantas plantean un rompecabezas particular. Ronse de Craene dijo: “En el orden Caryophyllales, el origen de los pétalos nunca ha estado claro, y especialmente Caryophyllaceae se ha presentado como un ejemplo típico donde los pétalos surgen por fragmentación de estambres. Nuestro artículo demuestra que el segundo verticilo de la flor en Caryophyllaceae no es fundamentalmente diferente de la mayoría de las flores pentámeras con un perianto diferenciado, y que el vínculo aparente con los estambres es consecuencia de una tendencia a la reducción y pérdida de pétalos”.

El segundo verticilo está formado por los pétalos del interior de la planta. Ronse de Craene dijo: “En la mayoría de las flores, el segundo verticilo está ocupado por pétalos o una corola, y el primer verticilo por sépalos o un cáliz, a menos que se hayan perdido en la evolución. Hay flores que perdieron la corola y tienen un atractivo cáliz (muchos grupos en Caryophyllales pero no en Caryophyllaceae), pero también casos sin cáliz y vistosos pétalos (ej. Santalales). No siempre sabemos de dónde vienen los pétalos. Por lo tanto, es importante referirse a los segundos órganos verticilos como petaloides (que parecen pétalos)”.

Mirando a la familia Caryophyllaceae, es sorprendente lo diversa que son, con algunas plantas que tienen pétalos pero otras no. Si bien la diversidad de la familia es una oportunidad para ver la evolución en acción, también puede ser un problema. Ronse de Craene dijo: “La diversidad de Caryophyllaceae hace que sea difícil determinar el estado de las primeras flores. Dentro de la familia y en los grupos de hermanas, hay cambios repetidos hacia la pérdida de pétalos, pero también casos en los que los pétalos se refuerzan tarde en el desarrollo de la flor. No hay indicios de que los pétalos hayan evolucionado de la nada o de los estambres. Las primeras Caryophyllaceae divergentes tienen pétalos, pero no están muy desarrollados, pero esto refleja la gran diversidad en la expresión de los pétalos”.

Uno de los hallazgos de Wei y Ronse de Craene es que la sincronización es crucial para comprender el desarrollo de los pétalos. Ronse de Craene afirmó: «El cambio en el momento de la iniciación tiene consecuencias muy importantes para el desarrollo de los pétalos. Debido a un retraso en su iniciación, los pétalos se absorben en el tejido estaminal (que se desarrolla más rápido) y sufren la influencia genética de estos. Esto crea un patrón espacial cambiante y una mayor similitud morfológica entre pétalos y estambres, influenciada por la interacción de todos los órganos de la flor. Solo a mitad del desarrollo los pétalos se recuperan y crecen mucho más rápido, o permanecen pequeños con tendencia a perderse».

“Estoy particularmente interesado en cómo las fuerzas mecánicas dan forma a la flor, con especial referencia a Caryophyllales donde los sépalos y carpelos tienden a tener una fuerte influencia en la iniciación y crecimiento de estambres y pétalos.”

Un ejemplo de esta presencia física que tiene un efecto se puede ver en otro artículo de Ronse de Craene y Wei, "Estructura floral y desarrollo de Macarthuria australis (Macarthuriaceae): clave para comprender la secuencia de iniciación inusual de Caryophyllales". en Botánica Sistemática Australiana. Los primeros dos pétalos comienzan a crecer después de los sépalos, pero el resto desencadena después del androceo, la colección de estambres en la flor. En un espacio tan reducido sin espacio para crecer, los pétalos restantes se absorben en el tejido del estambre.

La dinámica física del desarrollo de las flores sigue siendo un terreno fértil para la investigación y se publicarán más artículos. Ronse de Craene dijo: “Junto con mi colega, Lai Wei, tenemos planes para investigar más a fondo estas preguntas en Caryophyllales. Actualmente estamos escribiendo un manuscrito que investiga cómo pueden fluctuar los números y posiciones de carpelos en Caryophyllaceae. Un hecho inusual para los carpelos de Caryophyllaceae es que cuando están en el mismo número que otros órganos, pueden estar opuestos a los sépalos o alternarse con ellos. Los cambios de posición son causados ​​por cambios sutiles en la presión del cáliz y el espacio disponible en la flor”.

“Con la misma idea, estamos investigando cómo fluctúa el número de estambres en Caryophyllaceae (que van de 10 a 1), con una secuencia predecible de pérdida de estambres causada por las presiones del cáliz y el ovario. Este es también un manuscrito próximo”.

La necesidad del trabajo se debe a que las Caryophyllaceae son muy efectivas para responder a la presión de los polinizadores. Sin embargo, no se trata solo de crear nuevas estructuras para atraer visitantes. Las flores pueden adquirir nuevas formas llamativas al perder elementos. El trabajo de Wei y Ronse de Craene da una idea de lo que se desvanece a medida que se desarrolla la flor.