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La biología floral es un área de investigación ecológica que estudia los factores evolutivos que han moldeado las estructuras, el comportamiento y los aspectos fisiológicos involucrados en la floración de las plantas. El campo es amplio e interdisciplinario e involucra investigaciones que requieren experiencia de múltiples disciplinas que pueden incluir botánica, etología, bioquímica, entomoloniques. Un área de investigación un poco más estrecha dentro de la biología floral a veces se denomina biología de polinización o anthecología . [1]

Las flores son estructuras producidas por angiospermas y su evolución está intrincadamente asociada con sus polinizadores, en particular los insectos. Las flores son estructuras costosas que se dirigen a los polinizadores ofreciéndoles recompensas para mejorar la polinización cruzada. La evolución del tamaño de las flores, su estructura y la naturaleza de las recompensas y la forma en que estos polinizadores potenciales transmiten y perciben estas señales se examinan típicamente en términos de los costos incurridos y los beneficios acumulados. El momento de la floración , la duración de la floración y el modo en que dejan de funcionar una vez cumplida su función son áreas de investigación dentro del campo de la biología floral. [2]

Los estudios en biología floral pueden tener aplicaciones ya que la polinización y el cuajado son factores clave que afectan el rendimiento en todas las plantas de cultivo.

Historia del campo [ editar ]

Portada del libro de Sprengel de 1793

Los inicios del campo de la biología floral generalmente se remontan a Christian Konrad Sprengel 's Entdeckte Geheimniss der Natur im Bau in der Befruchtung der Blumen (El secreto de la naturaleza en forma y fertilización de las flores Descubierto) (1793). [3] Sin embargo, Sprengel puede haber sido influenciado por el trabajo anterior de Joseph Gottlieb Kölreuter en 1761. [4] Sprengel comenzó sus estudios en 1787 comenzando con la grulla de madera Geranium sylvaticum. Observó que las porciones inferiores de los pétalos tenían pelos suaves. Creía en la sabiduría del "Creador" y que ni siquiera un solo duro podía carecer de propósito. Sugirió que los pelos estaban presentes para proteger el néctar de la lluvia, como las cejas y las pestañas, evitando que el sudor fluyera hacia los ojos. Le tomó seis años de observación, tiempo en el que examinó 461 plantas. Observó que las orquídeas carecían de néctar pero tenían guías de néctar. Las llamó flores de néctar falso y observó que las flores de Aristolochia atrapaban insectos. Su libro incluía veinticinco ilustraciones. El trabajo de Sprengel fue visto favorablemente por Carl Ludwig Willdenow, quien incorporó algunos de los resultados en su Grundriss der Kräuterkunde zu Vorlesungen (1802). [5]Sprengel señaló, contrariamente a la creencia popular de su época, que las flores tenían como objetivo evitar la autofecundación. Sprengel identificó los patrones en los pétalos como guías de néctar ("Saftmale") para polinizadores. [6] En ese momento, se consideraba que las flores eran el lugar para el matrimonio de los estambres y los pistilos, y se pensaba que el néctar ayudaba al crecimiento de las semillas. Se pensaba que las abejas eran ladrones. El trabajo de Sprengel fue criticado por Johann Wolfgang Goethe. Sin embargo, el trabajo de Sprengel obtuvo una cobertura más amplia en el mundo de habla inglesa solo después de que Charles Darwin lo acreditara en su Fertilization of Orchids (1862). [7] [8]

Aspectos [ editar ]

Las plantas con flores, las angiospermas , son relativamente recientes entre las plantas. Las estructuras florales más antiguas datan de hace unos 140 millones de años. Las plantas con flores experimentaron una importante diversificación después de este período. Darwin vio esto como un "misterio abominable" en una carta a Joseph Hooker en 1879. Las primeras flores eran principalmente actinomórficas o tenían simetría radial con múltiples ejes de simetría. De estas flores evolucionaron con simetría bilateral o cigomorfia. Se cree que la atracción de los insectos polinizadores guiada por señales visuales influyó en la evolución de la cigomorfia. [9]

Los primeros grupos de plantas con flores entre los Magnólidos y las familias Choranthaceae , Ceratophyllaceae , Nymphaeaceae , Annonaceae y Aristolochiaceae son bisexuales con partes masculinas y femeninas presentes y funcionales dentro de la estructura floral generalmente grande. Los principales polinizadores de estas flores fueron escarabajos, moscas y trips. Desarrollaron mecanismos para reducir la autopolinización cambiando el momento de madurez de las partes masculina y femenina. Este mecanismo de tiempo alterado o dicogamia se expresó principalmente por protoginia o la maduración temprana de las partes femeninas y solo en raras ocasiones por protandria.o la maduración temprana de las partes masculinas. [10] Las flores tempranas eran principalmente planas y en forma de plato, siendo la evolución de los tubos de corola más profundos una innovación posterior y principalmente asociada con polinizadores de lengua larga como las polillas. [11] Existe una gran cantidad de otros mecanismos que mejoran la polinización cruzada y previenen la autopolinización. Las fuerzas que conducen a la evolución de sistemas tales como la producción de flores masculinas y femeninas en diferentes tipos de plantas aún no están claras. [12]

También se cree que la evolución de flores solitarias a la producción de inflorescencias está influenciada por el comportamiento de los polinizadores. Los racimos de flores pueden aumentar las tasas de visita de los polinizadores. También puede reducir el riesgo de dañar flores individuales. [13]

La producción de sustancias químicas volátiles por parte de las flores está dirigida a los insectos. Alguna evidencia muestra que existe una superposición significativa entre las sustancias químicas producidas por las plantas y las utilizadas por los insectos para sus comunicaciones, especialmente para el apareamiento. [14] En el caso clásico de las orquídeas del género Ophrys , los volátiles imitan la feromona sexual femenina de las abejas que intentan copular con la flor y polinizarlas. [15] Un estudio de la evolución de sustancias químicas volátiles en escarabajos y flores que los atraen en la familia Araceae mostró que los insectos habían desarrollado las sustancias químicas en el Período Jurásico mientras que las plantas desarrollaron los atrayentes más tarde en el Período Cretácico. [dieciséis]

Los colores de las flores son otra área de investigación. Se han observado algunos patrones distintos, por ejemplo , las flores polinizadas por aves son predominantemente rojas, mientras que las plantas de floración nocturna tienden a ser blancas. Los colores de las flores son producidos por una variedad de mecanismos pigmentarios y están destinados a enviar mensajes a los polinizadores. Las flores que han sido polinizadas a menudo se marchitan rápidamente y la planta reabsorbe los nutrientes. En algunos casos, partes de la flor pueden sufrir cambios de color para indicar que no son aptas para la visita de los polinizadores. [17]

Ver también [ editar ]

  • Anthecología
  • Síndrome de polinización
  • Selección mediada por polinizadores
  • Trampa de polinización
  • Aroma floral
  • Cambio de color floral

Referencias [ editar ]

  1. ↑ Percival, Mary (2013). Biología floral . Elsevier.
  2. ^ Lloyd, David G .; Barrett, Spencer CH, eds. (1996). Biología floral. Estudios de evolución floral en plantas polinizadas por animales . ISBN 9781461284949.
  3. ^ Willis, John C. (1895). "La posición actual de la biología floral". Progreso científico (1894-1898) . 4 (21): 204–215. JSTOR 43768737 . 
  4. ↑ Kölreuter, Joseph Gottlieb (1761). Vorläufige Nachricht von einigen das Geschlecht der Pflanzen betreffenden Versuchen . Leipzig: In der Gleditschischen Handlung.
  5. ^ Zepernick, B .; Meretz, W. (2001). "La vida de Christian Konrad Sprengel en relación con su familia y su tiempo. Con motivo de su 250 cumpleaños" (PDF) . Willdenowia . 31 : 141-152. doi : 10.3372 / wi.31.31113 .
  6. ^ Waser, Nickolas M .; Precio, Mary V. (1985). "El efecto de las guías de néctar sobre la preferencia de los polinizadores: estudios experimentales con una hierba de montaña" (PDF) . Oecologia . 67 : 121-126. doi : 10.1007 / bf00378462 .
  7. ^ Bernhardt, Peter (1999). El beso de la rosa: una historia natural de las flores . Island Press. págs. 122-123.
  8. ^ Chittka, Lars; Walker, Julian (2006). "¿A las abejas les gustan los girasoles de Van Gogh?" (PDF) . Tecnología óptica y láser . 38 (4–6): 323. doi : 10.1016 / j.optlastec.2005.06.020 .
  9. ^ Busch, Andrea; Zachgo, Sabine (2009). "Evolución de la simetría de la flor: hacia la comprensión del abominable misterio de la radiación de las angiospermas". BioEssays . 31 (11): 1181. doi : 10.1002 / bies.200900081 . PMID 19847818 . 
  10. ^ Endress, PK (2010). "La evolución de la biología floral en angiospermas basales" . Transacciones filosóficas de la Royal Society B: Ciencias biológicas . 365 (1539): 411. doi : 10.1098 / rstb.2009.0228 . PMC 2838258 . PMID 20047868 .  
  11. ^ Nilsson, L. Anders (1988). "La evolución de las flores con tubos de corola profundos". Naturaleza . 334 (6178): 147. doi : 10.1038 / 334147a0 .
  12. ^ Bawa, KS; playa, JH (1981). "Evolución de los sistemas sexuales en plantas con flores" (PDF) . Anales del Jardín Botánico de Missouri . 68 (2): 254–274. JSTOR 2398798 .  [ enlace muerto permanente ]
  13. ^ Parkin, J. (1914). "La Evolución de la Inflorescencia". Revista de la Sociedad Linneana de Londres, Botánica . 42 (287): 511. doi : 10.1111 / j.1095-8339.1914.tb00888.x .
  14. ^ Schiestl, Florian P. (2010). "La evolución del aroma floral y la comunicación química de los insectos". Cartas de ecología . 13 (5): 643–56. doi : 10.1111 / j.1461-0248.2010.01451.x . PMID 20337694 . 
  15. ↑ Schiestl, Florian P .; Ayasse, Manfred; Paulus, Hannes F .; Löfstedt, Christer; Hansson, Bill S .; Ibarra, Fernando; Francke, Wittko (1999). "Polinización de orquídeas por estafa sexual". Naturaleza . 399 (6735): 421. doi : 10.1038 / 20829 .
  16. ↑ Schiestl, Florian P .; Dötterl, Stefan (2012). "La evolución del aroma floral y las preferencias olfativas en los polinizadores: ¿coevolución o sesgo preexistente?" . Evolución . 66 (7): 2042. doi : 10.1111 / j.1558-5646.2012.01593.x . PMID 22759283 . 
  17. ^ Weiss, Martha R. (1995). "Cambio de color floral: una convergencia funcional generalizada" (PDF) . Revista estadounidense de botánica . 82 (2): 167–185. doi : 10.1002 / j.1537-2197.1995.tb11486.x . JSTOR 2445525 . Archivado desde el original (PDF) el 20 de marzo de 2017 . Consultado el 19 de marzo de 2017 .