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Las flores de las angiospermas ya exhibían las estructuras que hoy presentan hace 145 millones de años. Esto surge de un estudio realizado por un equipo de investigadores integrado por científicos del Instituto de Biología de la Universidad Autónoma de México (UNAM) y del Departamento de Botánica e Investigación de la Biodiversidad de la Universidad de Viena. La investigación se publicó en la revista New Phytologist de noviembre de 2023.
El planeta Tierra fue distinto a lo que es en la actualidad y la evolución de los organismos que lo habitan fue determinante en la transformación de los ambientes y ecosistemas que hoy se observan en la superficie. En tal sentido, las plantas fueron cruciales en el proceso de transformación de los ambientes terrestres y en la evolución de otras formas de vida.
La denominación plantas terrestres agrupa a varios tipos de organismos vegetales que incluyen musgos, helechos y plantas con semillas. Las plantas con semillas son las más abundantes de la Tierra. Se dividen en dos:
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gimnospermas: plantas con semillas descubiertas (por ejemplo, los pinos)
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angiospermas: plantas con semillas cubiertas.
Tanto las gimnospermas como las angiospermas colonizaron espacios que otras plantas y organismos no consiguieron, debido a la capacidad de producir semillas.
Las semillas contienen todo el material necesario para que, al germinar, pueda formarse una planta nueva.
En el caso de las gimnospermas, la semilla que se forma está desnuda. Es decir, carece de una cubierta protectora alrededor de ella. En cambio, en las angiospermas, aparece un nuevo elemento que contribuye a la protección de las semillas: las flores.
Estos conos de pino permiten observar la semilla desnuda de las gimnospermas. Fuente: https://www.educ.ar/repositorio/imagen/ver/27993
Aparato reproductor de una flor (pistilo y estambre) rodeado de partes no reproductivas de la flor (pétalos y sépalos). Fuente:
Fuente: https://www.diferenciador.com/partes-de-la-flor/
El estambre está formado por un filamento que sostiene unos sacos, llamados anteras que contienen las células masculinas conocidas como polen. Éstas por acción del viento, del agua o de los animales, viajan hasta el extremo superior del pistilo (estigma) que continúa en una columna pequeña que llega hasta el ovario (ubicado en el otro extremo del pistilo). El ovario contiene las células femeninas: los óvulos.
Una vez que el óvulo está fecundado con el polen, la semilla permanece rodeada de las paredes del ovario.
Animación del proceso de polinización y fecundación de una angiosperma. Se observa cómo el polen liberado por las anteras ingresa al pistilo través del estigma donde se lleva a cabo la fecundación del óvulo de la planta. Fuente: https://elbibliote.com
A diferencia de las semillas de las gimnospermas, las semillas de las angiospermas presentan una cubierta extra que las protege. Esta cubierta es lo que se conoce como fruto: cuida de la semilla y contribuye a su dispersión.
Partes del fruto que provienen de la estructura de la flor. Fuente: https://www.mundohuerto.com
Fuente imagen https://www.mundohuerto.com/images/insertadas/cultivos/partes-flor-tomate.jpg
Las flores representan un hito no sólo en la evolución de las plantas sino también en la de los ecosistemas y en la del resto de los seres vivos.
Según el registro fósil, las primeras angiospermas aparecieron en la Tierra durante el Cretácico, hace unos 145 millones de años atrás. Desde ese momento y hasta el día de hoy, las angiospermas han contribuido a la extraordinaria diversificación de otros grupos de organismos. Tales son los casos de los hongos y los animales.
Durante el Cretácico, surgieron nuevas relaciones mutualistas (dos organismos vivos se benefician mutuamente) entre angiospermas y hongos. Así, al día de hoy, las angiospermas aprovechan los nutrientes que los hongos producen; y los hongos utilizan los azúcares que producen las plantas. Estas interacciones favorecieron la expansión de las angiospermas hacia ambientes nuevos, y la diversificación de varios grupos de hongos.
Evolución de grupos de seres vivos. Los grupos animales aumentan de manera evidente a partir de la aparición y desarrollo de las angiospermas. Fuente: adaptación de Benton et al. 2022 extraída de https://www.inecol.mx/inecol/images/ciencia_hoy/plantas/plantasflor1.jpg
Por otro lado, la expansión, cantidad y variedad de plantas con flores ocurridas durante el Cretácico favorecieron la diversificación de grupos animales tales como los insectos, las aves, los reptiles y los mamíferos. Estos animales también establecieron relaciones mutualistas con las plantas ya que comenzaron a utilizar recursos provistos por las flores tales como el néctar, el polen y los frutos; mientras se alimentan contribuyen accidentalmente a la polinización y, luego de la digestión de los frutos, a la dispersión de las semillas.
Colibrí consumiendo néctar de una flor tubular. Fuente: Pexels.
Fuente: https://images.pexels.com/photos/4592923/pexels-photo-4592923.jpeg?auto=compress&cs=tinysrgb&w=1260&h=750&dpr=1
Mamífero consumiendo frutos. Fuente: University of Calgary, Alberta.
El proceso de diversificación
Las interacciones entre las plantas y los animales fueron clave en la evolución de las angiospermas. Ciertas características de las flores o de los frutos, tales como el tamaño o el color, fueron favorecidas por la naturaleza porque fueron los elegidos por los animales que las utilizaban. Contribuyeron así a que se establecieran interacciones aún mucho más específicas entre especies de plantas y de animales. Llegando al punto de que existen plantas que sólo pueden ser polinizadas o dispersadas por una especie de animal.
Mediante estas interacciones entre animales, hongos y plantas, las angiospermas continuaron diversificándose y conquistando nuevos ambientes; favoreciendo así, la diversificación de animales que las consumían.
La importancia de las angiospermas
En la actualidad más del 50 % de las especies de seres vivos que habitan la Tierra dependen de las angiospermas. También dependen de ellas múltiples procesos de los ecosistemas. Por ejemplo, los ciclos de los nutrientes y del agua.
La mayor parte de los alimentos que consume la humanidad proviene de las angiospermas: condimentos, semillas, hortalizas y todas las frutas.
Las angiospermas no sólo contribuyen a la alimentación de la especie humana sino también a la de las miles de especies de animales que basan su alimentación en frutos, semillas o incluso hojas y madera de angiospermas. Muchas angiospermas son también utilizadas con fines de construcción (madera), ornamentales (flores) e incluso medicinales.
Muchos de los fármacos que han permitido curar y tratar dolencias y enfermedades, provienen de angiospermas. Su aporte a la farmacología y a la medicina es inmenso.
Como las plantas no pueden moverse de un lugar a otro producen estos compuestos para defenderse del entorno. Cuando los animales dañan la planta consumiendo sus hojas, por ejemplo, las plantas liberan estos productos que resultan tóxicos para los animales y de esa manera se protegen.
La diversidad de compuestos de defensa que producen las plantas es enorme. Muchos de estos, como el ácido salicílico extraído de la corteza del sauce (Salix alba) utilizado para producir la aspirina, se conocen desde hace siglos mientras que muchas otras sustancias aún siguen en estudio con muchas posibles aplicaciones en el futuro.
Té de corteza de Sauce (Salix alba) utilizado en la antigüedad como la actual aspirina.
Fuente: https://www.salud.mapfre.es/media/2016/07/sauce-blanco-dolor-fiebre-3.jpg
Los riesgos
Las angiospermas y sus flores son clave para la vida en la Tierra. No sólo son importantes por su singular belleza sino que también son las principales responsables del curso que la vida y la evolución han tomado en los últimos millones de años en la Tierra.
Sin embargo, al igual que muchos otros grupos de organismos vivos, las angiospermas enfrentan serios riesgos de conservación.
El cambio climático, la tala excesiva y la destrucción de áreas naturales son algunas de las causas principales en la reducción de las angiospermas. Además, los cambios que producen en el ambiente estas alteraciones suelen favorecer el crecimiento de algunas especies de plantas que se comportan como invasoras, perjudicando el crecimiento de otras especies y por ende modificando interacciones que mantienen en equilibrio a los ecosistemas.
Resulta indispensable tomar medidas para contrarrestar los efectos negativos que estas alteraciones están teniendo y pueden llegar a tener en un futuro sobre las angiospermas y los ecosistemas del mundo.
Fuentes
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Benton, M. J., Wilf, P., & Sauquet, H. (2022). The Angiosperm Terrestrial Revolution and the origins of modern biodiversity. New Phytologist, 233(5), 2017-2035. URL:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/nph.17822
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Dilcher, D. (2000). Toward a new synthesis: major evolutionary trends in the angiosperm fossil record. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(13), 7030-7036. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC34380/pdf/pq007030.pdf
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Friis, E. M., Pedersen, K. R., & Crane, P. R. (2006). Cretaceous angiosperm flowers: innovation and evolution in plant reproduction. Palaeogeography, palaeoclimatology, palaeoecology, 232(2-4), 251-293. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0031018205004104
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Sauquet, H., Von Balthazar, M., Magallón, S., Doyle, J. A., Endress, P. K., Bailes, E. J., … & Schönenberger, J. (2017). The ancestral flower of angiosperms and its early diversification. Nature communications, 8(1), 1-10. URL: https://www.nature.com/articles/ncomms16047
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https://www.britannica.com/plant/angiosperm/Paleobotany-and-evolution
