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La relación
entre amarantos,
cactus y plantas carnívoras
Ivonne Sánchez del Pino Coppens
   
   
     
                     
La extrema variación morfológica de algunos grupos de
plantas nos cuenta una historia de relación o parentesco tan intrincada que tal vez nos sería difícil sospechar lo cercanamente relacionadas que se encuentran algunos de ellos. Por ejemplo, una hierba de amaranto (Amaranthus), mejor conocida como alegría, huauhtli o bledo, con flores diminutas de alrededor de siete milímetros de largo es a primera vista contrastante si se compara con los cactus de tallos planos como los nopales (Opuntia) o cilíndricos como las biznagas (Echinocactus, Ferocactus o Melocactus) de frutos y flores atractivas, que a su vez también son muy diferentes de las plantas carnívoras, las cuales presentan modificaciones morfológicas asociadas a la atracción, retención, captura, muerte y digestión de animales (principalmente insectos) para la absorción de sus nutrimentos.

En las plantas carnívoras las variaciones incluyen hojas extremadamente modificadas, en forma de jarra, en donde se localizan nectarios para atraer a los insectos y glándulas que secretan, entre otras sustancias y moléculas, enzimas digestivas, como es el caso de las plantas jarro o copas de mono (Nephentes) o bien con hojas tentaculares que tienen glándulas de dos tipos: unas que secretan sustancias viscosas para atrapar insectos y otras digestivas (Drosera), todas ellas pertenecientes a un grupo de plantas llamadas Caryophyllales, anteriormente conocidas como Centrospermales.

Dicho grupo conforma un orden con algunos miembros que presentan fascinantes modificaciones evolutivas que les permite su supervivencia en ambientes hostiles, como las adaptaciones morfológicas que han ido generando al desarrollarse en ambientes áridos, de temperaturas elevadas y suelos con alta concentración en sales. Tales adaptaciones incluyen suculencia de hojas y tallos, tipo de fotosíntesis (C4, CAM o ambos), presencia de espinas y sistema de raíces largas, entre otros rasgos.

Las Caryophyllales incluyen 29 familias, según la publicación más reciente propuesta por un grupo de botánicos que se nombra el Grupo para la filogenia de las angiospermas (en inglés The Angiosperm Phylogeny Group, APG), que se ha unido para un fin común: proponer una clasificación o agrupación de las plantas vasculares conforme a un sistema natural (es decir, reconocer grupos monofiléticos o grupos en los que todos los descendientes comparten un mismo ancestro) fundamentado en bases filogenéticas en vez de autoritarismos como había ocurrido en el pasado. Las propuestas del APG datan de 1998, luego de 2003, hasta llegar a la más reciente, en 2009. De hecho, existe un sitio en internet conocido como APweb, hospedado por el Jardín Botánico de Missouri, donde regularmente se actualizan los datos obtenidos por las más recientes investigaciones que se apegan al enfoque del APG, y que reportan una diversidad de 35 familias para las Caryophyllales, con 811 géneros y 11 510 especies (tabla 1).
 
 
 TablaB011109
Tabla 1. Nombres de las familias incluidas en el orden Caryophyllales por autores recientes. En gris se indican los nombres de las familias que han sido consideradas como núcleo de las Caryophyllales.
 

En las Caryophyllales se ubican la familia del amaranto (Amaranthaceae), la de la bugambilia (Bougainvillea; Nyctaginaceae), algunas de plantas carnívoras (Droseraceae, Drosophyllaceae y Nepenthaceae), la de los nopales y cactus (Cactaceae), la de las verdolagas (Portulacaceae), la de las plantas piedra (Aizoaceae), la de la jojoba (Simmondsiaceae) e incluso la del clavel (Cariophyllaceae) por citar algunas de las más conocidas.

En diez de las 35 familias que las integran se han encontrado betalainas, que son un grupo de pigmentos naturales fácilmente observables en colores rojizos, púrpuras o amarillentos que caracterizan a algunas hojas, brácteas, flores y tallos de estos grupos. Para tener una idea de la importancia de dicho colorante cabe mencionar el uso que se le ha dado en algunos lugares y culturas a ciertas plantas de amaranto de tonos rojos para ritos ceremoniales, mágicos y ornamentales.

La mayoría de las características que permiten distinguir a las Caryophyllales son únicamente perceptibles con ayuda de un microscopio y derivadas de diferentes áreas de estudio. Curiosamente, los caracteres diminutos son los más importantes, ya que a partir de ellos se logran establecer las relaciones que hay al interior de toda esta gran diversidad de plantas y, en gran parte, son de tipo embriológico (tapete glandular, granos de polen trinucleados, óvulos campilotropos, presencia de perispermo, saco embrionario con ocho núcleos, embrión largo y curvado, etcétera), anatómico (plástidos tipo P, crecimiento secundario anómalo del tallo) y palinológico (polen pantoporado o colpado). El carácter embriológico del tipo de placentación libre central o basal que presentan algunos miembros es la característica más importante de este grupo, razón por la que se les denominaba Centrospermales (semillas que crecen de una columna central). Si bien varios de estos caracteres empleados para su descripción han cambiado en importancia para definirlas, los actuales hallazgos moleculares en el cloroplasto (atpB, matK, rbcL) y el núcleo (18S rADN) han corroborado que el grupo es natural y que dentro de él se encuentran dos grupos que, dependiendo del autor y el año de publicación de los trabajos, varía el número de familias. Actualmente, un grupo es llamado “el núcleo de las Caryophyllales” (en inglés Core Caryophyllaes) o Centrospermales, cuya diversidad biológica es de quince a veinte familias, y el otro, con once o trece familias, como “el no núcleo de las Caryophyllales” (NonCore Cariophyllales).

El poder notar cómo grupos que jamás hubiéramos sospechado relacionados resulten serlo se debe al trabajo de varios taxónomos y la forma empleada para describir la diversidad biológica, de obtener y organizar la información, pasando de los enfoques intuitivos que se usaban en un principio, al desarrollo de métodos y filosofías mejor fundamentados.

El punto primordial en la actualidad es que todas las relaciones de parentesco entre diversos organismos son hipótesis, por lo tanto están sujetas a cambios. Antes se consideraba la opinión de ciertas autoridades para clasificar los grupos de acuerdo con lo que consideraban evolucionado o primitivo; por ejemplo, se creía que aquellas plantas con grandes hojas y muchas estructuras florales eran primitivas mientras que aquellas con hojas reducidas y tamaños pequeños eran avanzadas.

Actualmente, la forma de organizar y clasificar a los organismos (sistemática o taxonomía) se ha modernizado gracias a tres grandes avances: 1) el uso de computadoras cada vez más veloces en su capacidad de procesamiento y manejo masivo de gran cantidad de datos así como la elaboración de software especializado; 2) la obtención y desarrollo de nuevos datos específicamente derivados de varias formas de análisis del ADN; y 3) el uso de filogenias, que son hipótesis integrales para responder preguntas evolutivas y hacer posible la biología comparada por medio de un método reproducible y refutable. Con ello, las hipótesis de relación se han puesto a prueba para confirmar aquellas hipótesis generadas en el pasado. El resultado ha sido lo que ahora conocemos como un sistema de clasificación según APG que ha usado estos tres elementos para brindarnos un sistema novedoso de la clasificación de las plantas vasculares.

Con este ejemplo se pretende indicar la importancia de la utilización de herramientas novedosas para pasar de una taxonomía puramente descriptiva, considerada falta de un método y no científica, a una fundamentación de las hipótesis con métodos explícitos, alejadas de ideas a priori. El caso de las Caryophyllales, un grupo con grados de diversidad tan considerables y, sin embargo, monofilético, y reconocido como un orden en las plantas con flores, nos muestra el potencial que encierran estas herramientas formuladas.
     

Referencias bibliográficas

Chase, Mark y James L. Reveal. 2009. “A phylogenetic classification of the land plants to accompany apg iii”, en Botanical Journal of the Linnean Society, vol. 161, núm. 2, pp. 122-127.
Cronquist, Arthur. 1988. The evolution and classification of flowering plants. Allen Press, Nueva York.
Cuénoud, Philippe, et al. 2002. “Molecular phylogenetics of Caryophyllales based on nuclear 18S rdna and plastid rbcL, atpB, and matK dna sequences”, en American Journal of Botany, vol. 89, núm. 1, pp. 132-144.
Sauer, Jonathan D. 1967. “The grain amaranths and their relatives: a revised taxonomic and geographic survey”, en Annals of the Missouri Botanical Garden, vol. 54, pp. 103-137
Simpson, Michael G. 2006. Plant Systematics. Elsevier Academic Press, Burlington.
Stevens, Peter F. 2000. “Botanical systematics 1950-2000: change, progress, or both?”, en Taxon, vol. 49, núm. 4, pp. 635-658.

     
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Ivonne Sánchez del Pino
Centro de Investigación Científica de Yucatán, A. C.
     
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