La revolución de las flores

Las flores son un espectáculo de belleza y diversidad. Es difícil no conmoverse ante sus intrincadas formas y la sutil delicadeza que suele acompañarlas, pero detrás de esta fachada se esconde una de las más increíbles historias de la naturaleza. Una revolución que hace millones de años cambió el panorama de la vida en nuestro […]

Las flores son un espectáculo de belleza y diversidad. Es difícil no conmoverse ante sus intrincadas formas y la sutil delicadeza que suele acompañarlas, pero detrás de esta fachada se esconde una de las más increíbles historias de la naturaleza. Una revolución que hace millones de años cambió el panorama de la vida en nuestro planeta. Aquí compartimos la historia.

Los tiempos antes de las flores

Como toda la vida en el planeta tierra, los organismos fotosintéticos se originaron en el agua, por lo menos hace unos 2.500 millones de años. En un principio, estos eran células libres que habían generado la maquinaria metabólica para transformar la luz solar en alimento. Posteriormente, estas células, llamadas cianobacterias, fueron absorbidas por otras células, generando una asociación simbiótica que dió origen a lo que hoy son los cloroplastos de las células eucariontes vegetales (Cavaliere Smith, 2007).

Por millones de años estos organismos fotosintéticos, tanto unicelulares como eucariontes, fueron exclusivamente marinos, algas, pero allá por el Ordovícico, hace unos 462 millones de años, encontramos los primeros indicios fósiles de plantas terrestres (Wellman, 2003). Estas primeras plantas son parecidas a las actuales briófitas (Musgos, hepáticas y antocerotes) y presentan importantes adaptaciones para independizarse del agua, con estructuras reproductivas y esporas recubiertas con capas protectoras más resistentes a la desecación, al daño mecánico y a la radiación que en los grupos precursores.

A pesar de esto, estos organismos aún dependían del agua presente en el entorno. No presentaban mecanismos para buscarla, por lo que eran pequeños (lo que evita perder el agua que se tiene) y tenían que obligadamente crecer en zonas de extrema humedad, condición que en parte cambiaría con la evolución de los helechos (Pteridophyta), hace unos 444 millones de años, en el Silúrico. Estas nuevas especies desarrollarían sistemas de tubos que permiten mover agua dentro de las estructuras de la planta, denominándose plantas vasculares. Esto permitió un aumento de tamaño y, en una época donde aún no existían plantas con semillas, los helechos crecían al tamaño de verdaderos árboles. 

El ampe o helecho catedral (Lophosoria quadripinnata), con sus hojas múltiplemente compuestas es uno de los representantes más imponentes de la familia Pteridophyta en el sur del mundo. ©Bastian Gygli

La vascularidad permitió una mayor independencia del medio, pero la reproducción, proceso clave en la historia de vida, aún era muy dependientes del agua ambiental. En respuesta a esto, el siguiente paso en el camino a la independencia del agua llegaría con la aparición de la semilla, en el Carbonífero, hace más de 300 millones de años. Esto dotaría al germen, equivalente al embrión de la planta, con una nueva cobertura, extremadamente resistente, además de una reserva de nutrientes que le permite a la semilla sobrevivir en estado de latencia por mucho más tiempo que la espora.

Todos estos cambios marcarían la independencia de la extrema humedad y marcó el momento de la colonización de casi todos los ecosistemas terrestres. Las plantas por fin habían conquistado la tierra. Ahora venía el momento de una nueva y aún más dramática revolución, la cual sería mediada por los flores.

Revolución 

Hasta entonces las plantas se reproducen a partir de clones, o, en caso de haber reproducción sexual, ésta era mediada por factores mecánicos, como el agua, el viento y otros. Esto es un mecanismo muy inespecífico y bastante ineficiente. Así, las plantas tenían que invertir enormes cantidades de energía en producir millones de partículas de polen, con la esperanza de que al menos uno llegara a su objetivo de polinizar otra planta.

Como alternativa a esto aparecen las flores, que podríamos describir como mediadoras especializadas en la comunicación. Estructuralmente corresponden a hojas, las cuales han recubierto las estructuras reproductivas de la planta, para luego generar las más diversas formas y colores. Esta extravagancia no es azarosa y tiene un sentido particular: atraer polinizadores.

Las orquídeas (Chlorea gavilu en la foto) están altamente especializadas en la atracción de ponilizadores, por eso sus llamativas formas.©Bastian Gygli

En la polinización la planta genera una flor, la cual atraerá la atención de un organismo, el cual, atraído por las formas, colores y un líquido dulce conocido como néctar, servirá como un vector para el transporte de las estructuras reproductivas de la planta, el llamado polen, que fecundará el estigma de otra flor, para generar un embrión fecundado entre diferentes individuos de una misma especie de planta. Estos organismos vectores del polen son conocidos como los polinizadores.

Este proceso es tremendamente eficiente, pues el vector asegura una conexión que antes era cosa de suerte. La flor y el néctar son energéticamente costosas, pero la capacidad de comunicación puede llegar a compensar con creces estas inversiones.

Esta relación colaborativa suele mantenerse en el tiempo y luego de generaciones, tanto la flor como su polinizador se han adaptado unas a otras, en un proceso denominado como co-evolución. Las flores distribuyen sus estructuras para evitar autofecundarse y muchas veces ambas partes pueden especializarse. Hay especies de flores y polinizadores que son mutuamente dependientes una de otra, generando algunas de las relaciones más íntimas de la naturaleza.

Abejorro nativo (bombus dahlbomii) polinizando a una Amancay (Alstroemeria ligtu) ©Bastian Gygli

Una vez se produjo esta novedad evolutiva, rápidamente se expandió. Las plantas ahora podían comunicarse expeditamente y la comunicación es uno de los rasgos más efectivos en la naturaleza, como se puede ver en distintos grupos. Por ejemplo, en las aves el orden más diverso corresponde al de las aves cantoras (Passeriformes), las cuales se especialización en la comunicación. Otro ejemplo de esto son los hongos micorrícicos, que se comunican a través de gigantescas e intrincadas redes de hifas, dentro de las cuales se integran también raíces de árboles.

Otra característica interesante de la flor es que luego de cumplir su rol comunicacional, las estructuras femeninas darán pie a la formación del fruto, el cual es una estructura especializada en proteger las semillas y muchas veces atraer a posibles organismos dispersores, que ayudarán a llevar la progenie lejos del organismo parental, nuevamente en un proceso de co-evolución simbiótica muy interesante.

Presente

Esta estrategia ha sido tan exitosa que, hoy por hoy, las plantas con flores dominan el paisaje. Ya sea en los bosques tropicales, desiertos, estepas o selvas frías, si encontramos una planta, lo más probable es que sea un planta con flor. La estadística es determinante: 90% del total de plantas son de este grupo (Judd et al. 2002). La revolución fue masiva.

Chile no es la excepción, aunque en nuestros territorios su presencia es principalmente estacional. Previo a la época de mayor energía, en primavera, podemos apreciar una explosión de flores, la cual se ve acompañada de una similar afloración de los polinizadores.

Muchas herbáceas son de este grupo, donde por su belleza destacan algunas como las del género Altroemelia o las añañucas. También arbustos y casi todos los árboles son parte de este grupo. Especies como el Ulmo (Eucryphia cordifolia) se adornan completamente con flores.

El camino ha sido largo. Desde pequeñas células acuáticas a llenar el mundo de colores, las flores son muestra de la magnífica diversidad de la vida, siempre en búsqueda de nuevos caminos. Así que que la próxima vez que mires una flor, no solo te quedes con su belleza, sino que también recuerda la increíble historia que hay detrás.

Abeja nativa descansando en una flor luego de una ardua jornada de polinización. ©Bastian Gygli

Referencia bibliográfica

Olivier De Clerck et al. 2012 «Diversity and Evolution of Algae Primary Endosymbiosis.» Advances in Botanical Research, Volume 64, Elsevier Ltd. ISSN 0065-2296

T. Cavalier Smith 2007, «Evolution and relationships of algae major branches of the tree of life.» Brodie & Lewis Unravelling the algae. CRC Press

Wellman, Charles et al. 2003, «Fragments of the earliest land plants.» Nature 425, Issue 6955, pp. 282-285

Judd, W. S. Campbell, C. S. Kellogg, E. A. Stevens, P.F. Donoghue, M. J. 2002. Plant systematics: a phylogenetic approach, Second Edition. Sinauer Axxoc, Estados Unidos.

Para los organismos sésiles -que no pueden desplazarse de un lugar a otro-, la comunicación es un gran problema. ¿Cómo interactuar con otros individuos si no puedes moverte? Hace millones de años, esta restricción era bastante común, por ello la comunicación química y física entre organismos era solo posible entre individuos ubicados cerca entre sí, […]

Para los organismos sésiles -que no pueden desplazarse de un lugar a otro-, la comunicación es un gran problema. ¿Cómo interactuar con otros individuos si no puedes moverte? Hace millones de años, esta restricción era bastante común, por ello la comunicación química y física entre organismos era solo posible entre individuos ubicados cerca entre sí, y en usar medios abióticos como el agua y el viento para mover polen y semillas, que al ser relativamente aleatorios, requieren una gran inversión de energía, que a veces no es respondida con éxito.

Antes estas limitaciones, la evolución respondió con las flores y los polinizadores. El concepto es simple: la planta ofrece comida en una estructura especial, la flor, la cual al mismo tiempo deposita polen en el organismo que se alimenta. Al visitar distintas flores en busca de más comida, el polinizador moverá el polen de planta en planta, fecundándola. Este método es mucho más específico que el viento o el agua, y tiene muchas menos limitantes de distancia que otras formas de comunicación y propagación, pues los polinizadores sí son organismos móviles.

Una abeja poliniza a una Alstroemeria, ambas especies nativas de Chile. ©Bastian Gygli

Este método fue tan exitoso que en el periodo cretácico (durante la era mesozoica), cuando aparecieron las plantas con flor -angiospermas-, rápidamente desplazaron a las demás plantas y, en unos cuantos millones de años y hasta el día de hoy, se transformaron en el grupo dominante en el planeta. Este incluyen grupos tan comunes como los pastos, las orquídeas, muchos de los árboles y casi todas las plantas que su usan para cultivos alimenticios.

Además, a lo largo del tiempo esta relación se ha ido complejizando y hoy en día ciertos polinizadores y plantas viven en una relación de necesidad mutua, siendo la única fuente de alimento para los primeros, y el único medio de reproducción para los segundos. Esta íntima relación de dependencia, común en los trópicos, es un hermoso ejemplo de lo efectivo que es esta estrategia de vida.

El momento exacto de la cooperación ©Bastian Gygli

La polinización es probablemente el mejor ejemplo del poder de la cooperación. Otros sucesos, como la endosimbiosis, han cambiado la vida en el planeta, pero son procesos difíciles de observar. Por otro lado, la polinización tiene de respaldo un impresionante registro que podemos ver hoy en día en las plantas con flores llamativas que viven a nuestro alrededor. Cada una es una prueba viviente del poder de la cooperación y, si miramos detenidamente, podremos observar que casi todas las plantas poseen flores.

Lamentablemente, hoy en día este proceso afronta una etapa de crisis. Nuestro actual modelo de desarrollo, que genera una gran homogeneización del ambiente y una gran presión sobre nuestro entorno, incluyendo a polinizadores claves como las abejas, han puesta la nota de alerta. Si estas cadenas de polinización se quiebran, muchas de ellas podrían tener graves problemas para recuperarse o no recuperarse del todo (Lever et al., 2014), lo que podría provocar una catástrofe ambiental de grandes proporciones.

Referencias

Lever, J., Nes, E., Scheffer, M. & Bascompte, J. (2014).  The sudden collapse of pollinator communities. Ecology letters.

Fotografía de portada: Los insectos son los polinizadores más comunes, pero no son los únicos. En la imagen apreciamos un ave -de la especie chincol- en pleno trabajo. ©Bastian Gygli

 

Flor del Chagual ©Bastian Gygli
Una Historia de Flores es un video animado que explica -en tres minutos y medio- el ciclo de vida de las flores.  El artista floral japonés Azuma Makoto creó una animación llamada Story of Flowers (Una Historia de Flores) con el propósito de poder enseñarle a los niños sobre el ciclo de vida de las flores. […]

Una Historia de Flores es un video animado que explica -en tres minutos y medio- el ciclo de vida de las flores. 

El artista floral japonés Azuma Makoto creó una animación llamada Story of Flowers (Una Historia de Flores) con el propósito de poder enseñarle a los niños sobre el ciclo de vida de las flores. Se le ocurrió la idea cuando no logró encontrar libros buenos para poder enseñarle esta materia a su hija.

Para realizar su visión, contrató a la artista británica Katie Scott y al animador James Paulley, quienes han ilustrado y animado libros para niños sobre evolución y el reino animal, creando una mezcla perfecta entre arte y ciencia.

La narrativa del video se inspira en el ciclo de una planta. Comienza mostrando un frondoso paisaje con una gran variedades de flores, mostrando como éstas interactúan con aves y otros insectos. Primero pasamos a comprender el proceso de enraizamiento, y como dentro de la tierra existen microorganismos que interactúan con las raíces de las plantas.

Luego pasamos al crecimiento de la planta, y como posteriormente es polinizada por aves e insectos. También se percibe como la planta es capaz de sobrevivir la lluvia, el viento y las tormentas. Sin embargo, también vemos como la planta muere, pero como al mismo tiempo se produce un renacer, ya que una nueva semilla comienza con el mismo ciclo.

Story of Flowers es accesible para cualquier idioma ya que es un video mudo, y está dirigido a personas de cualquier edad en todos los rincones del mundo.

Ficha Técnica:

Dirección: Azuma Makoto
Illustración : Katie Scott
Animación: James Paulley
Supervisor Visual: Shunsuke Shiinoki
Producción: Eri Narita