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Gastrodia kuroshimensis es micoheterotrófica y cleistógama

Área: Biología — Domingo, 16 de Octubre de 2016

Una especie de planta recientemente descubierta vive de los hongos y los capullos de sus flores nunca se abren.

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La micoheterotrofia es una relación simbiótica que se establece entre ciertas especies de plantas y hongos en la que la planta obtienen, total o parcialmente, sus nutrientes mediante parasitismo sobre el hongo antes que por fotosíntesis.

La micoheterotrofia está considerada como una relación de explotación y llega a su máximo apogeo con la micoheterotrofia total, que se da cuando una planta que no realiza la fotosíntesis y obtiene todos sus nutrientes de los hongos que parasita. Se conocen unas 400 especies de este tipo. A veces la planta pasa por varias fases a lo largo de vida en las que algunas no son micoheterotrófica.

Antes se creía que las plantas que no realizaban la fotosíntesis conseguían sus nutrientes directamente de la materia orgánica de una manera similar a cómo lo hacen los hongos. Pero esto no es posible porque las plantas no son capaces de absorber y usar directamente la materia orgánica. Para poderlo hacer tienen que recurrir al parasitismo, sea de los hongos, como el caso que estamos considerando, o directamente de otras plantas.

Las plantas micoheterotróficas obtienen la totalidad del carbono de un hongo, el cual lo obtiene, a su vez, de una planta fotosintética con la que vive asociado en una relación mutualística. Así que estas plantas micoheterotróficas pueden ser consideradas como epiparásitos, ya que toman la energía de los hongos y estos, a su vez, obtienen su energía de otras plantas vasculares.

Las plantas micoheterótrofas han evolucionado de forma independiente en más de 40 oportunidades en distintos linajes. Las angiospermas micoheterótrofas, es decir las plantas con flores que son micoheterotróficas, comprenden parte de las familias Burmanniaceae, Corsiaceae, Ericaceae, Gentianaceae, Iridaceae, Orchidaceae, Petrosaviaceae, Polygalaceae, Thismiaceae y Triuridaceae.

Pero descubrir nuevas especies o tan siquiera ver las ya conocidas no es tarea fácil. Muchas de ellas son escasas, pequeñas y pasan la mayor parte de sus vidas bajo tierra en el suelo de los bosques. Sólo aparecen a la superficie durante la floración o fructificación.

Kenji Suetsugu (Universidad de Kobe, Japón) ha descubierto una nueva especie de planta micoheterótrofa en la isla subtropical de Kuroshima a la que ha denominado Gastrodia kuroshimensis.

Este profesor tiene el proyecto de documentar la distribución y clasificación de las plantas micoheterótrofas de Japón. En abril pasado, durante una expedición a los bosques de Kuroshima encontró unos cien ejemplares de una especie de planta micoheterótrofa. Tomo unas muestras y las llevó su laboratorio en donde analizó en detalle las características morfológicas. Al final descubrió que se trataba de una nueva especie de angiosperma.

La planta, además de ser una micoheterotrofa total, es cleistógama. La cleistogamia es el mecanismo de reproducción por el cual la flor se autopoliniza y se autofecunda debido a que la misma permanece cerrada y no se abre, por lo que es una forma de autogamia obligada. Es decir, Gastrodia kuroshimensis produce flores que nunca llegan a florecer y la autopolinización ocurre dentro del capullo.

La cleistogamia es un mecanismo que ha venido intrigando a los botánicos desde Darwin, pues, al ser una autopolinización, la planta tiene descendientes que portan sus mismos genes, lo que en principio no favorece la adaptación a nuevos ambientes y condiciones.

Se cree que la estrategia que hay detrás de este tipo de reproducción está el que necesita de menos recursos que la polinización normal, sobre todo en ausencia de polinizadores. También permite la eliminación de genes que sean perjudiciales. Además, favorece una mejor adaptación a ambientes locales a costa de una peor a nuevos ambientes.

Muchas de estas plantas sí producen algunas flores chasmógamas que sí se abren y permiten la polinización cruzada. Supuestamente esto les daría a algunos individuos una mínima variabilidad genética. Al fin y al cabo, la cleistogamia es una estrategia de riesgo, pues la progenie tiene menos capacidad de adaptarse a los cambios tanto temporal como espacialmente en los hábitat heterogéneos.

Sin embargo, la evolución de la cleistogamia completa en la que nunca hay polinización cruzada es de algún modo un misterio, pues la presencia de flores chasmógamas, aunque sea en pequeño número, proporciona un pequeño nivel de cruce que permite cierta adaptación, algo que no se da en este caso.

Se ha observado en muchas plantas que un nivel bajo de cruzamiento supone un rápido declive debido a desequilibrios en el genoma, pues, al no haber una recombinación efectiva, se acumulan mutaciones negativas y, además, se reduce el ritmo de adaptación.

No se sabe cómo se las apañan las plantas cleistógamas completas para evitar estos efectos negativos. Por tanto, el descubrimiento de G. kuroshimensis proporciona una oportunidad para investigar los aspectos ecológicos, evolutivos y genéticos detrás de las cleistógamas completas.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Pdf del artículo original.
Foto: Kenji Suetsugu

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4 Comentarios

  1. Miguel Ángel:

    Muy bien escogida esta noticia, querido Neo, es un caso muy interesante por su singularidad.
    También muy oportuno lo que apunta en el penúltimo párrafo: si la planta produce gametos masculinos y femeninos sí que habrá recombinación genética pero, al no haber cruce con otra planta, se pierde el mecanismo por el cual la reproducción sexual acaba produciendo algunos descendientes que han heredado las mejores características de cada uno de los progenitores.
    Me pregunto si en esta planta puede ocurrir lo mismo que ya se ha visto en bacterias con reproducción asexual: si la bacteria porta dos genes mutados, cuando se divide, los dos genes mutados van a parar a una “hija” mientras la otra queda libre de ambas mutaciones.

  2. Tomás:

    Estoy de acuerdo, mi buen amigo. Lo que dices me hace pensar que, si no hubiese más que una mutación, solo tendríamos dos clases de bacterias, las mutadas por herencia y sus hermanas no mutadas. Claro que si tras la primera mutación se da otra y otras posteriores además de las que se den en las no mutadas inicialmente, se puede alcanzar una tremenda variedad, de forma que la selección natural puede tener lugar y cada bacteria actuará adaptándose al entorno que más le convenga. Ya sé que es una obviedad, pero no se me había ocurrido antes.
    Abrazos.

  3. Arnaldo:

    En animales, cuando se dan cruces entre miembros de un misma familia o cercanos, se llama consanguineidad o incesto. En leones, por ejemplo, he leído que están mas acostumbrados que en el Hombre o Humanidad, y los efectos, no son tan importantes. En estos cruces entre semejantes, entre nosotros, se despiertan enfermedades hereditarias, que habían quedado enterradas, con los cruces entre individuos diferentes. Además, pueden aparecer deformidades, por alguna razón; que si estas personas se cruzan, pueden transmitir a sus descendientes.

    En las islas del Pacifico, cuando llegaban exploradores, se cuenta que las mujeres tenían impulso a cruzarse con estos (a tener hijos con estos), por que en su ambiente, ya había mucha consanguineidad, y no era fácil ir hasta otas islas, o al continente asiático.

    También se daba en cortijos y ventas (o aldeas), que estaban muy aislados de poblaciones cercanas, o en pueblos muy aislados. Se a dado la circunstancia, de personas jóvenes que vivían en estos lares, de no gustarle ningun habitante del pueblo, por lo que salen de este, a buscar novia/o a algún pueblo cercano, aunque este pudiera estar situado muy lejos del lugar donde vive.

    Pero algo parecido a la cleistógama, el incesto), no se si se ha dado en animales; con una buena adaptación a un ambiente local, y una mala adaptación en nuevos ambientes.

    Tampoco se, si en caso de que se diera, si los genes malos, los tuviera uno de los descendientes; mientras que los buenos, pasasen al otro. Por que no podría prolongarse esto, indefinidamente, como parece que ocurre en las plantas, de las que hablan aquí.

  4. Miguel Ángel:

    Arnaldo, esas costumbres sexuales de Polinesia se siguen manteniendo a día de hoy: en algunas islas hay incluso una especie de competición por encamarse con el foráneo o foránea y después contárselo unos a otros. Como bien dices, esa práctica compensa en cierta medida la endogamia obligada.
    También está bien considerado por allí el tercer sexo, al menos en su variante de varón transexual.

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