Polinización

Proceso de polinización

Los granos de polen necesitan ayuda para desplazarse, por lo que dependen de agentes polinizadores. Estos agentes pueden ser abióticos (agentes no vivos, como el viento y el agua) o bióticos (agentes vivos, como insectos y aves). Los rasgos específicos que presenta una flor (color, tamaño, forma, olor) están relacionados con el tipo de agentes polinizadores de los que depende.

Polinización abiótica

Alrededor del 20% de las plantas con flores dependen de agentes polinizadores abióticos (el 98% por el viento y sólo el 2% por el agua). Las flores que dependen del viento para la polinización no necesitan atraer a los polinizadores; por ello, sus flores suelen ser discretas y pequeñas, de coloración verde o pardusca, y a veces carecen de pétalos (Figura 1). Por la misma razón, no suelen producir néctar (una solución de agua y azúcares) y no tienen olor. Los estambres suelen estar bien expuestos para facilitar la dispersión del polen y el estigma puede ser plumoso para atrapar el polen más fácilmente.

Fig. 1 Una hierba polinizada por el viento con una nube de polen.

Las plantas polinizadas por el viento han desarrollado otros rasgos para facilitar este tipo de polinización. Producen polen en abundancia (provocando nubes de polen), para aumentar la probabilidad de que caiga sobre otro individuo de la misma especie. En las especies templadas, las flores suelen aparecer a principios de la primavera. De este modo, las hojas nuevas aún no se han desarrollado y no pueden bloquear el movimiento del polen.

Pocas angiospermas utilizan el agua como agente polinizador. En algunas hierbas acuáticas y malas hierbas, el polen flota en el agua hasta que llega a una flor.

Polinización biótica

La mayoría de las angiospermas (80%) dependen de agentes animales para la polinización, incluida una amplia variedad de especies de insectos, aves y murciélagos. Los polinizadores más comunes son los insectos, que polinizan alrededor del 65% de las angiospermas. Las flores atraen a los polinizadores con su color, forma y olor, y les recompensan la mayoría de las veces (¡algunas atraen a los polinizadores pero no les dan ninguna recompensa!) ofreciéndoles alimento en forma de néctar y polen.

Aunque la mayoría de las flores pueden atraer a distintos polinizadores y, por tanto, muchos polinizadores son generalistas, algunas flores han desarrollado rasgos para atraer a un grupo específico de polinizadores y, a veces, incluso a una especie específica de polinizador. Tener un polinizador específico puede ser más eficaz que uno generalista, porque el polinizador transfiere el polen directamente a otra flor de la misma especie (en lugar de visitar varias especies, desperdiciando parte del polen). Así, los polinizadores especializados pueden verse favorecidos por la selección natural. Esto provoca que tanto el polinizador como la flor polinizada desarrollen rasgos correspondientes que hacen que la polinización sea específica para ellos (como las flores tubulares con formas específicas para acomodar el pico de los pájaros o la lengua de los murciélagos). Esto se llama coevolución.

Insectos polinizadores

Las abejas son los polinizadores más comunes y la mayoría de las plantas de cultivo utilizadas para el consumo humano dependen de ellas para la polinización. Las flores polinizadas por las abejas suelen tener colores brillantes (amarillo, azul o morado; las abejas no pueden ver el rojo) y fuertes fragancias (Fig. 2-3). Además del color, las flores pueden tener guías de néctar para ayudar a guiar a las abejas directamente al centro de la flor. Estas guías pueden ser pequeñas estructuras en el pétalo o marcas ultravioletas que forman un camino. Las abejas pueden ver los colores ultravioletas que contrastan con el resto de la flor. El polen se adhiere al cuerpo peludo de las abejas.

Fig. 2-3: Flores polinizadas por insectos. Una abeja polinizando una flor de áster (izquierda) y una mosca en una flor de carroña (derecha).

Las mariposas también son polinizadoras habituales de flores diurnas de colores brillantes y aroma dulce con guías de néctar. Las polillas, en cambio, polinizan flores pálidas o blancas que están abiertas durante la tarde o la noche (véanse las figuras 4 y 5).

Aunque no pensamos en las moscas como polinizadoras, algunas especies sí lo son. Estas flores se caracterizan por un olor a carne podrida y son de color carnoso. Las moscas las confunden con carroña y se acercan en busca de comida o para poner huevos, empolvándose con el polen. Algunas moscas también se alimentan de polen o néctar (moscas de las flores) y son polinizadoras activas.

Polinizadores aviares

Numerosas angiospermas son polinizadas por aves. Sus flores son de colores brillantes (normalmente amarillas o rojas) y los pétalos suelen estar fusionados en forma tubular para adaptarse al pico del ave (por ejemplo, los colibríes, véase la Figura 4).No están muy perfumadas, ya que el sentido del olfato de las aves no está bien desarrollado, pero producen grandes cantidades de néctar que las aves necesitan para mantener sus tasas metabólicas. El polen cubre la cabeza y el cuello del ave.

Fig. 4 Un colibrí garganta rubí polinizando una flor.

Polinizadores murciélagos

Como los murciélagos son nocturnos, las flores que polinizan comparten algunas características con las polinizadas por polillas. Están abiertas por la noche, tienen una coloración pálida o blanquecina y son aromáticas, normalmente con un olor afrutado. Pero debido a la gran cabeza de murciélago, suelen ser flores grandes con una amplia abertura o un grupo de flores dispuestas en una amplia base. También producen mucho néctar. El polen se adhiere al pelaje de la cabeza del murciélago. Los murciélagos son polinizadores especialmente importantes en los desiertos y los trópicos, polinizando plantas como el agave, la guayaba y los cactus.

Mecanismos de polinización

La polinización puede producirse por dos mecanismos:

• Autopolinización: cuando el polen se transfiere al estigma de la misma flor o de otra flor de la misma planta. Aunque este mecanismo puede disminuir la diversidad genética, puede ser beneficioso si disminuye la abundancia de polinizadores.
• Polinización cruzada: cuando el polen se transfiere al estigma de una flor de otra planta de la misma especie. Este mecanismo garantiza una mayor diversidad genética, ya que el esperma y los óvulos proceden de progenitores diferentes. Muchas plantas sólo se polinizan de forma cruzada y evitan la autopolinización de distintas formas. Los estambres y los carpelos pueden madurar en momentos diferentes (por lo que la liberación del polen y la receptividad del estigma no están sincronizadas), o pueden tener longitudes o posiciones diferentes (por lo que las anteras no tocan el estigma), muchas plantas producen flores unisexuales, y las flores femeninas y masculinas pueden estar separadas en plantas diferentes. En muchas plantas, el polen no puede germinar si el pistilo reconoce que procede de la misma planta (autoincompatible).

Flores que atraen a los polinizadores

A continuación damos algunos ejemplos de flores autóctonas de Estados Unidos y de los animales que atraen (Tabla 1), para cada grupo principal de polinizadores:

Tabla 1: Ejemplos de polinizadores y las flores autóctonas que polinizan.

Fuente: USDA, https://www.fs.fed.us/wildflowers/pollinators/

Ejemplos de otros polinizadores

Hemos mencionado varios ejemplos de polinizadores comunes y las flores que polinizan. Sin embargo, hay algunos polinizadores menos conocidos.

• Mamíferos: lémures de Madagascar, mamíferos tropicales como los bebés de los arbustos y los planeadores del azúcar, roedores, marsupiales australianos.
• Invertebrados: hormigas, chinches, mosquitos y babosas.
• Reptiles: algunos lagartos, salamanquesas y eslizones.

Ejemplos de coevolución entre una especie polinizadora y la flor correspondiente

Las plantas de yuca han desarrollado una estrecha asociación con un grupo de polillas llamadas comúnmente polillas de la yuca (figura 5). Cada especie de planta tiene su propia especie de polilla polinizadora. Se trata de un caso interesante porque las polillas de la yuca no se alimentan del néctar ni del polen de la flor de la yuca.

Una polilla hembra recoge polen de unas cuantas flores de yuca (lo que garantiza la polinización cruzada) y luego elige una en la que depositar sus huevos (dentro del ovario de la flor). Después poliniza la flor depositando el polen en el estigma. Cuando nacen las larvas de la polilla, se alimentan de algunas de las semillas de yuca. Esta asociación es tan específica que estas polillas han desarrollado piezas bucales especializadas para recoger el polen (y no para comer, las polillas adultas de la yuca no comen). Además, la selección natural ha seleccionado contra los individuos que ponen demasiados huevos, ya que la flor abortaría y la planta no se reproduciría.

Fig. 5 Una polilla de la yuca polinizando una flor de yuca.

En Madagascar hay una orquídea endémica llamada Angraecum sesquipedale (Fig. 6). Los pétalos de la orquídea forman una corola tubular muy larga. La poliniza la polilla Xanthopan morganii praedicta, con una probóscide de la misma longitud (Fig. 7). Cuando Darwin vio esta orquídea, predijo la existencia de una polilla con una probóscide de igual longitud, aunque nunca la observó. La polilla se descubrió 20 años después de la muerte de Darwin.

Fig. 6-7 La orquídea Angraecum sesquipedale (izquierda) y su polilla polinizadora (derecha).

Importancia de la polinización y los polinizadores en las plantas

Las angiospermas, con más de 290.000 especies, representan alrededor del 90% de todas las plantas. La polinización es un paso crucial en la reproducción sexual de las plantas con flores. Tras la polinización se produce la fecundación, que da lugar a la producción de semillas y frutos que contienen la siguiente generación de plantas. Dado que el 80% de las plantas con flores dependen de animales polinizadores, el mantenimiento de estas relaciones simbióticas es fundamental para la supervivencia de las plantas.

En todo el mundo, casi el 80% de los cultivos que nos proporcionan todos nuestros alimentos, productos y materiales de origen vegetal, son polinizados por animales. Y esto sin tener en cuenta los servicios ecosistémicos que prestan otras angiospermas no utilizadas directamente para el consumo, pero que forman parte de los ecosistemas. Estos servicios incluyen la producción de oxígeno, la absorción de dióxido de carbono, la prevención de la erosión del suelo, la importancia cultural, el mantenimiento de las poblaciones animales y otros. Los polinizadores garantizan el mantenimiento de la diversidad genética de las plantas mediante la polinización cruzada, lo que aumenta la resistencia de los ecosistemas a los cambios medioambientales.

Dado que la mayoría de los grupos de plantas han coevolucionado con un grupo principal específico de polinizadores (además de los pares específicos de especie vegetal-polinizador) la conservación de las plantas autóctonas y los polinizadores es crucial para la persistencia del ecosistema.