Jardines de Alcalá (7): reinas a la sombra de los tilos en flor

Un abejorro común rebuscando en una flor de arañuela (Nigella damascena)

Hace ahora un año escribí en estas mismas páginas el profundo y embriagador aroma que emana por estas fechas de las flores de los tilos (Tilia platyphyllos) plantados en la recoleta plaza del Padre Lecanda. Liberados ahora del confinamiento, ha llegado el momento de observar las acrobacias aéreas que realizan estos días las hembras de los abejorros a la sombra de los tilos en flor.

El abejorro común o abejorro zapador (Bombus terrestris) es uno de los abejorros más comunes de Europa. Tiene el cuerpo negro con bandas amarillas. Se diferencia de otras especies de abejorros por el color blanquecino del extremo del abdomen. Es relativamente grande: la reina tiene de 2 a 2,7 cm de longitud y las obreras entre 1,5 y 2 cm.

Sin llegar a formar las enormes colonias que caracterizan las colmenas de las abejas, los abejorros forman colonias que pueden llegar a agrupar hasta cuatrocientos individuos. Las reinas, que así se llama a los ejemplares que ponen los huevos necesarios para formar una colonia, son las únicas que sobreviven el invierno para resurgir entrada la primavera. En cuanto la reina encuentra néctar para recuperar energías, empieza a buscar un lugar para anidar, que suele ser una madriguera subterránea abandonada por un roedor, cualquier hueco de un tronco añejo o la fisura de un paredón.

Encontrado el nido y bien alimentada, la reina, fecundada el año anterior, pone un número pequeño de huevos. De los huevos surgirán más tarde las obreras de la primera camada, que se encargarán de todas las tareas de alimentación, del cuidado de las nuevas camadas, y de la construcción en el interior del nido de una especie de ánforas en las que almacenarán néctar y polen para alimentar a la colonia. Las obreras de esa primera camada son pequeñas, las de camadas posteriores suelen ser algo más grandes, pero nunca tanto como las reinas.

Hacia el fin del verano la reina pone algunos huevos no fertilizados (haploides); unos darán lugar a machos y otros, cuyas larvas reciben más alimentos, serán hembras fértiles, es decir, futuras reinas. Después de que los machos y hembras se apareen, las nuevas reinas ya fecundadas buscan un lugar donde hibernar y todos los demás miembros de la colonia mueren.

Los abejorros dependen de los recursos de polen y néctar para obtener los nutrientes esenciales a medida que construyen sus colonias de verano. La primavera puede ser muy impredecible. Si los abejorros reinas emergen de su sueño demasiado temprano o demasiado tarde, pueden perder el período de floración de las plantas de las que dependen para alimentarse. Igualmente, las propias plantas perderán los importantes servicios de polinización que le prestan los insectos.

Obrera de abejorro zapador  en plena labor de «recorte». Nótese como su afilada trompa ha perforado la hoja. Las heridas infligidas aceleran la floración. FOTO: Hannier Pulido; Laboratorios de De Moraes y Mescher.

Imagínese que es usted un abejorro reina que sale de su nido con los primeros calores de la primavera y se encuentra con que las plantas con las que ha de alimentarse usted y “lo que venga” no han florecido. Todo un problema que, según se acaba de demostrar, los abejorros resuelven con un poco de mordisqueo gracias al cual pueden “convencer” a algunas plantas para que florezcan.

Gracias a una serie de experimentos, se ha podido demostrar que al menos tres especies de abejorros, entre otros nuestro abejorro común, son capaces de inducir la floración temprana a base de mordisquear las hojas de mostazas y tomateras. Las reinas aterrizan en la hoja y hacen una serie de pequeños agujeros con sus mandíbulas antes de volar hasta otra hoja. Los insectos no parecían estar comiéndose la hoja ni se llevaban trozos de hoja cuando volaban. Sorprendentemente, en cada experimento realizado el mordisqueo de las hojas dio como resultado tiempos de floración más tempranos en ambas especies de plantas.

Por su parte, las obreras de las primeras camadas también se afanan en perforar las hojas mordisqueándolas o perforándolas con sus finas trompas. Los resultados son más que notables. Las plantas mordisqueadas o perforadas florecieron una media de 30 días antes que las plantas ilesas. Cuando los científicos intentaron simular mordiscos y perforaciones con agujas, pinzas y tijeras, solo lograron provocar la floración un promedio de 8 días antes que las plantas no dañadas. Lo que esto significa es que hay algo en los mordiscos de un abejorro que envía una señal a la planta para que comience a florecer. Quizás haya una señal química en la saliva del abejorro, pero eso está todavía por demostrar.

A) Imágenes secuenciales de un abejorro obrero perforando una hoja con su trompa. (B) Un obrero corta una hoja con sus mandíbulas. (C) Daño característico infligido por abejorros. Fuente.

A través de una serie compleja de ensayos experimentales, los científicos también pudieron demostrar que este comportamiento era el resultado de la escasez de polen más que de néctar. A medida que la disponibilidad de polen aumentó tanto artificialmente (al agregar plantas ya florecidas) como de forma natural (a medida que pasó el tiempo, más plantas florecieron), el comportamiento de morder las hojas disminuyó. Eso sucedía cuando había néctar disponible. El polen es una fuente de alimento rico en proteínas para los abejorros y es especialmente importante para el desarrollo de sus larvas. Al inducir a las plantas a florecer temprano, se aseguran de que habrá un suministro de polen cuando más lo necesiten.

Considerando el papel que juegan estos insectos en la polinización de muchas plantas, es probable que esta interacción beneficie a ambos en alguna medida; los abejorros pueden obtener recursos florales mucho antes de lo que normalmente estarían disponibles, mientras las plantas florecen cuando hay polinizadores activos en el territorio.

Estos resultados abren otra ventana a la multitud de formas gracias a las cuales interactúan las plantas y sus polinizadores. Dado que se sabe que las plantas cambian los sistemas de castas en las colmenas de abejas sociales, no debería sorprendernos saber que otras abejas y abejorros también guarden otros ases en la manga. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

Los abejorros reinas provocan la floración para alimentar a sus crías

Una reina de Bombus terrestris  polinizando una flor de tilo (Tilia cordata). Fuente

Los abejorros dependen en gran medida de los recursos de polen para obtener nutrientes esenciales a medida que construyen sus colonias de verano. Por lo tanto, cabría esperar que estos insectos toleraran las diferencias estacionales en la disponibilidad de estos recursos, pero unas investigaciones publicadas esta misma semana en Science, sugieren que los abejorros pueden tener estrategias para hacer frente a la floración estacional irregular.

Cuando se enfrentan a una escasez de polen porque las plantas aún no han florecido, los abejorros dañan las hojas de las plantas de una manera característica. Como consecuencia de las lesiones, la floración puede llegar a adelantarse hasta 30 días. Los investigadores intentaron infligir daños similares en las plantas sin obtener ningún resultado, lo que sugiere que existe un método propio que utilizan las abejas para estimular la floración temprana.

El abejorro común (Bombus terrestris) es uno de los abejorros más comunes de Europa. Tiene el cuerpo negro con bandas amarillas. Se diferencia de otras especies de abejorros por el color blanquecino del extremo del abdomen. Es un abejorro relativamente grande, la reina tiene de 2 a 2,7 cm de longitud y las obreras entre 1,5 y 2 cm.

Las reinas son las únicas que sobreviven el invierno y que emergen en la primavera. En cuanto la reina encuentra néctar para reabastecer sus energías empieza a buscar un lugar para anidar, que suele ser un nido subterráneo abandonado por un roedor.

La reina pone un número pequeño de huevos al principio y los cuida ella sola. De los huevos surgirán más tarde las obreras de la primera camada, que se encargan de todas las tareas de alimentación, cuidado de las crías, construcción de una especie de ánforas en el interior del nido para almacenar néctar y polen, etc. Las obreras de esa primera camada son pequeñas, las de camadas posteriores suelen ser algo más grandes, pero nunca tanto como las reinas. Una colonia de Bombus terrestris puede llegar a tener cuatrocientas obreras. La alimentación de las crías consiste en polen y néctar.

Hacia el fin del verano la reina pone algunos huevos no fertilizados (haploides) que dan lugar a machos y otros huevos que reciben más alimentos que las obreras y que serán hembras fértiles, es decir, las futuras reinas. Después de que los machos y hembras se aparean, las nuevas reinas buscan un lugar donde hibernar y todos los demás miembros de la colonia mueren.

(A) Imágenes secuenciales de un abejorro obrero perforando una hoja con su trompa. (B) Un obrero corta una hoja con sus mandíbulas. (C) Daño característico infligido por abejorros. Fuente.

La primavera puede ser muy impredecible. Si los abejorros reinan emergen de su sueño demasiado temprano o demasiado tarde, pueden perder el período de floración de las plantas de las que dependen para alimentarse. Igualmente, las propias plantas pierden importantes servicios de polinización. Los desajustes de ese tipo se están volviendo más comunes a medida que el cambio climático continúa acelerándose.

Sin embargo, parece que no todos los abejorros se resignan si emergen en un territorio desprovisto de flores. Resulta que, con un poco de mordisqueo, algunos pueden “convencer” a ciertas plantas para que florezcan.

En una serie de experimentos, los científicos han podido demostrar que al menos tres especies de abejorros (Bombus terrestris, B. lapidarius y B. lucorum) son capaces de inducir la floración temprana en tomates (Solanum lycopersicum) y mostazas (Brassica nigra) a base de mordisquear sus hojas. Las reinas aterrizan en la hoja y hacen una serie de pequeños agujeros con sus mandíbulas antes de volar hasta otra hoja. Los insectos no parecían estar comiéndose la hoja ni extrayendo la savia, ni se llevaban trozos de hoja cuando volaban. Sorprendentemente, en cada experimento realizado el mordisqueo de las hojas dio como resultado tiempos de floración más tempranos en ambas especies de plantas.

Los resultados eran más que notables. Las plantas mordisqueadas por los abejorros florecieron una media de 30 días antes que las plantas ilesas. Sorprendentemente, cuando los científicos intentaron simular mordiscos con pinzas y cuchillos, solo lograron provocar la floración un promedio de 8 días antes que las plantas no dañadas. Lo que esto significa es que hay algo en los mordiscos de un abejorro que envía una señal a la planta para que comience a florecer. Quizás haya una señal química en la saliva del insecto, pero eso está todavía por demostrar.

A través de una serie compleja de ensayos experimentales, los científicos también pudieron demostrar que este comportamiento era el resultado de la escasez de polen más que de néctar. A medida que la disponibilidad de polen aumentó tanto artificialmente (al agregar plantas ya florecidas) como de forma natural (a medida que pasó el tiempo, más plantas florecieron), el comportamiento de morder las hojas disminuyó. Ese no era el caso cuando había néctar disponible. El polen es una fuente de alimento rico en proteínas para los insectos y es especialmente importante para el desarrollo de sus larvas. Al inducir a las plantas a florecer temprano, los abejorros se aseguran de que habrá un suministro de polen cuando más lo necesiten.

Considerando el papel que juegan las abejas en la polinización de plantas como tomates y mostazas, es probable que esta interacción beneficie a ambos en alguna medida; los abejorros pueden obtener recursos florales mucho antes de lo que normalmente estarían disponibles, mientras las plantas florecen cuando hay polinizadores activos en el territorio.

Estos resultados abren otra ventana a la multitud de formas en que las plantas y sus polinizadores interactúan. Dado que se sabe que las plantas cambian los sistemas de castas en las colmenas de abejas, no debería sorprendernos saber que otras abejas y abejorros también tengan algunas habilidades ocultas. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

Los narcisos de la sierra de Guadarrama

En el último número de la revista El papel de Cercedilla me han publicado un artículo sobre los narcisos de la sierra de Guadarrama, que contiene fotografías de todos ellos y una forma fácil de identificarlos. Podéis leerlo en este enlace. 

El fascinante interior de una piña

Las piñas (Ananas comosus) son nativas del Neotrópico y ya habían sido domesticadas y distribuidas por todo el Caribe cuando Cristóbal Colón las encontró. La flota de Colón logró evitar que una piña se pudriera en el viaje de regreso a España. El rey Fernando la declaró su fruta favorita. Inmediatamente, la piña se convirtió en el mejor manjar para la realeza y la aristocracia, primero en España, luego en toda Europa y, finalmente, en Norteamérica. Surgieron industrias increíblemente caras dedicadas a fabricar invernaderos calefactados para cultivar piñas con objeto de que los ricos las exhibieran en sus mansiones[i]. La mejora del cultivo industrial de la piña, el enlatado y el envío, impulsados por los esfuerzos de James Dole en Hawái a principios de 1900, pusieron las piñas al alcance del público en general.

Una piña es una estructura botánica complicada. Coloquialmente llamamos a la piña "una fruta", pero eso no es correcto desde el punto de vista botánico. Para un botánico, "una fruta" o, mejor dicho, un “fruto”, es el ovario maduro de una flor que contiene semillas. Para lo que me gustaría explicar, imagine el ovario como una estructura cerrada, algo así como una habitación provista de una chimenea. Dentro de la habitación están sus habitantes, técnicamente llamados primordios seminales, pero a lo que llamaré óvulos por su semejanza con sus homólogos de las hembras animales. En unos ovarios hay un solo óvulo, en otros, como en los ovarios de las orquídeas, hay entre 5.000 y 15.000 de ellos.

Las paredes de la habitación son los carpelos y la chimenea el estilo. A través del estilo pasarán los granos de polen (que encierran los gametos masculinos) destinados a fecundar al gameto femenino incluido en un óvulo. Cuando se produzca la fecundación, los óvulos se transformarán en semillas (con el embrión en su interior) y las paredes del ovario se transformarán en un fruto destinado a proteger a las semillas. La formación del fruto, como el embarazo de los mamíferos, es consecuencia del cambio hormonal que se produce después de una fecundación y, como es fácil comprender, obedece a proteger al embrión y alimentarlo con los tejidos maternos preparados para la ocasión.

Figura 1. Haga clic encima para aumentar el tamaño.

Mire ahora la Figura 1. En el caso más sencillo, una flor tendría un solo ovario. ¿Cuántas paredes o carpelos formarían ese ovario? Basta con un solo carpelo, cerrado sobre sí mismo como una pelota, para formar un ovario (Fig. 1, 1). La válvula de inflado sería el estilo. Pero, aunque en la naturaleza hay ovarios tan sencillos como ese, entre las más de 260.000 plantas con flores existentes las combinaciones son muchas. 

Piense ahora en un ovario formado por 2, 3, 4, 5 o más carpelos. Pongamos que sean 3. Si cada uno de ellos se cierra sobre sí mismo, tendríamos un ovario tricarpelar; como cada uno está provisto de su correspondiente estilo, tendríamos tres “casitas” bien independientes (Fig. 1, 2), bien pegadas unas a otras como si fueran viviendas adosadas (Fig. 1, 3). Pero si en lugar de gastar materia para formar tres viviendas adosadas desaparecen las paredes que las delimitan, obtendremos una sola vivienda con tres paredes (carpelos) delimitando su exterior.

En cuanto a los tabiques interiores de cada “vivienda” puede que desaparezcan o no. Sin se mantienen, cada ovario (recuerde, delimitado por tres paredes exteriores) tendrá tres paredes interiores que delimitarán tres cavidades interiores (lóculos). Le llamaré ovario tricarpelar y trilocular (Fig. 1, 4). Si como ocurre en muchas otras plantas las paredes interiores desaparecen, tendremos un ovario con tres paredes exteriores y una sola cavidad interior. Le llamaré ovario tricarpelar unilocular (Fig. 1, 5).

Cualquier ovario tricarpelar podrá tener tres chimeneas (tres estilos), pero económicamente es mejor tener una sola. De esa forma, con tres paredes y una sola chimenea, los óvulos que antes vivían aisladamente en sus “adosados” ahora viven en comuna. Producida la fecundación obtendremos un fruto con tantas semillas como óvulos hubiera en el interior del ovario tricarpelar.

Figura 2. Los tulipanes tienen las flores solitarias; los jacintos en inflorescencias.

Cualquiera que haya observado flores se habrá dado cuenta de que algunas nacen individualmente (los tulipanes, por ejemplo) mientras que otras nacen en grupos (los jacintos, por ejemplo) a los que técnicamente llamamos inflorescencias. Inflorescencias las hay de muchos tipos, pero para lo que aquí nos interesa con respecto a la fecundación y a la formación de frutos, puede ocurrir que cada flor independiente se transforme en su propio fruto, o bien que todas las flores de una inflorescencia se fusionen para formar una sola estructura, técnicamente llamada infrutescencia.

Cuando usted come una mora del moral o morera, en realidad se está comiendo varios frutos pequeños, que son el producto de la maduración de múltiples florecillas que estaban situadas a lo largo de un eje. Cada uno de esos frutitos tiene una cubierta carnosa y un huesecillo interior que en realidad es una semilla. Si lo piensa un poco, está comiéndose un fruto con una cubierta carnosa y un hueso interno. Ese tipo de frutos se llaman drupas, que son de los más extendidos en la naturaleza. Melocotones, cerezas, albaricoques y un largo etcétera. Como usted sabe bien, hay otros muchos frutos sin hueso como el tomate, el melón, la naranja, los arándanos, las uvas y otros muchos. A todos ellos, por simplificar una nomenclatura que es más compleja, les llamaré bayas.

De manera que cuando nos comemos una simple mora, estamos comiendo una infrutescencia, pequeña, pero una infrutescencia formada por decenas de drupas. Otro tanto ocurre con una mazorca de maíz, que en su conjunto es una infrutescencia formada por la maduración de decenas de flores cada uno de cuyos ovarios se ha transformado en un fruto (el grano de maíz).

La piña es uno de los ejemplos más complejos de infrutescencia en cuya formación, intervienen varias estructuras. Las básicas son tres: 1) el eje central de la inflorescencia; 2) flores, que van dispuestas alrededor del eje en forma de hélice (mire una piña completa y comprobará que los “escudetes” que ve exteriormente forman una hélice), y 3) brácteas, que son unas pequeñas hojitas situadas en la base de cada una de las flores.

El fruto de una sola flor de piña son bayas, que se desarrollan partir de una flor con un solo ovario tricarpelar, que está situado en el fondo de la flor (el receptáculo) y por debajo de los sépalos y pétalos que rodean la flor (el periantio; de anthos, flor, y peri, alrededor). De hecho, debajo de cada protuberancia espinosa en forma de escudo que ve en la superficie de la piña hay una baya oculta. A medida que cada ovario se transforma en una baya, el tejido del receptáculo se fusiona con la pared del ovario. Por lo tanto, cada fruta individual de una piña es una baya que lleva adosada a su alrededor las paredes del receptáculo. No es nada raro: en otra ocasión les describiré otros casos similares que aparecen en peras, manzanas o granadas, por citar algún ejemplo.

Así que una piña entera es una colección (una infrutescencia) de 50 a 200 bayas apretadas alrededor de un segmento de tallo robusto y anidadas en el tejido carnoso que las rodea. Para designar este tipo de infrutescencias como las de piñas, moras y otras muchas, cuyas partes carnosas incluyen el eje de soporte, los botánicos emplean el término específico sorosis (que en griego significa montón).

La mejor manera de entender la estructura de una piña es cortar una, pero las piñas no lo ponen fácil. Después de la floración, las piñas se defienden bien encerrando todas sus bayas dulces y carnosas en una armadura espinosa de brácteas rígidas y sépalos engrosados. Durante la maduración también protegen el conjunto de la infrutescencia con un penacho de hojas duras y puntiagudas, la corona. Las piñas comerciales no producen semillas y se propagan vegetativamente, ya sea desde la corona o desde los brotes laterales.

Las flores jóvenes de las piñas (es decir, cuando todavía son inflorescencias) atraen a los colibríes con tres pétalos muy largos de color rojo púrpura que se superponen para formar un tubo. A medida que la flor envejece y los pétalos caen, los tres sépalos (el cáliz) se pliegan hacia adentro sobre la base de la flor, el "ojo" de la piña, y forman los escudos poligonales característicos del exterior de la piña. Por debajo de cada flor emerge la bráctea que tenía a su lado, que es esencialmente una hoja corta y afilada (Figura 4).

Figura 5

Ahora vamos a hacer la disección. Antes de cortar y separar los costados verdes, observe de cerca las brácteas, los sépalos y puede que los restos de los pétalos que a veces se distinguen del conjunto que componía cada flor (Figuras 5-10). Incluso podría intentar separar los sépalos y mirar hacia la flor. A continuación, asegúrese de haber quitado la corona y seccionado la parte inferior de la piña para que quede en posición vertical en la tabla de cortar. Haga unos cortes poco profundos lo largo de los costados, que sirvan únicamente para separar la “cáscara” verde.

Figura 6

Este primer pelado superficial de la piña revelará los "ojos", es decir, las cavidades a modo de copa formadas por la parte superior del ovario y el borde del receptáculo que lo rodeaba. En el centro de cada uno está el estilo, a través del cual los granos de polen avanzarían para alcanzar los óvulos encerrados en el ovario. El borde de la copa a menudo todavía lleva pedazos secos de los pétalos y de los estambres que estaban unidos a cada flor.

Figura 7

Observados ya los ojos, para seguir con la lección de botánica y ver las partes más interesantes de la flor, hay que pelar un poco más profundamente toda la piña. Una piña pelada es resbaladiza, por lo que es posible que sea más conveniente cortarla transversalmente por el medio para que puede manejarla más cómodamente a medida que continúe pelándola. Esta ve, corte lo suficientemente profundo como para eliminar la mayoría de los ojos y obtener así una vista transversal de las bayas.

Figura 8

La característica más obvia de las bayas es que tienen tres partes (carpelos), es decir, el mismo número de sépalos y pétalos (las piezas florales en múltiplo de tres a menudo son típicas de las monocotiledóneas, el gran grupo de plantas que incluye a la familia de las piñas, las bromeliáceas). Cada parte es un carpelo, es decir una hoja curvada hacia adentro que encierra un espacio abierto, al que antes llamé lóculo. Si la piña comercial produjera semillas (recuerde que la reproducen vegetativamente), se desarrollarían en estos lóculos a partir de las pequeñas franjas (placenta y óvulos) que son visibles en el eje medio de la fruta. Un conjunto más sutil de estructuras son las estrechas líneas marrones que separan los carpelos. Estos son conductos nectaríferos, a través de los cuales fluye el néctar hacia la base de las flores para recompensar a los colibríes polinizadores.

Las flores de la piña son capaces de atraer insectos o pájaros polinizadores y producir semillas fértiles, pero una planta de piña madura perfectamente en una sorosis aunque no haya polinización mediante partenocarpia, como lo hacen los caquis, los plátanos o algunos tipos de higo. Ocasionalmente puede que encuentre una pequeña semilla en una piña cultivada comercialmente, pero no será fértil.

Figura 9

La última parte de la piña que nos queda por explorar es el eje que recorre su centro. El eje estará algo blando en una piña madura, pero todavía así es un tallo con función de soporte y está lleno de tejido vascular fibroso indigerible (Figura 10). Debido a que las piñas son monocotiledóneas, su tejido vascular fibroso se distribuye por todo el tallo, en lugar de hacerlo periféricamente, por lo que es mejor sacar todo el eje. 

Figura 10. Los estilos de la flores individuales emergen de los "ojos" de la piña.

Incluso después de lavarse las manos, es posible que la sensación resbaladiza producida por el jugo de la piña persista. Algunas personas se quejan de que comer piña fresca provoca un cosquilleo incómodo o sensación de piel cruda en la boca. Si le pasa eso, no se preocupe, no se trata de alergia. El culpable es la bromelina, el nombre genérico de un cóctel de proteasas de la piña, unas enzimas que descomponen las proteínas, incluidas las que se encuentran en la superficie de sus manos y de su boca. En todos los organismos vivos hay muchas proteasas que cumplen una variedad de funciones fisiológicas.

En las frutas son parte del proceso de maduración y también pueden ayudar en la defensa contra plagas y patógenos. Algunas frutas, especialmente la papaya, la piña, el higo y el kiwi, cuentan con tanta abundancia de proteasas que su extracto se usa como ablandador enzimático comercial de carne.

Internet está lleno de personas que confían en el poder suavizante (y potenciador del sabor) de los adobos caseros hechos de piña y papaya. Si desea aprovechar (o evitar) el poder atacante a las proteínas del jugo de piña, tenga en cuenta que las proteasas se descomponen a unos 65 ºC, por lo que la piña cocida o enlatada no ablandará su carne, disolverá su gelatina o cosquilleará en su boca. Además, la concentración de proteasas disminuye a medida que la fruta madura, por lo que una piña poco madura será más molesta (y mucho menos sabrosa) que una piña madura.

Que aproveche. ©Manuel Peinado Lorca, @mpeinadolorca

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[i] O’Connor, K. 2013. Pineapple: a Global History. Reaktion Books. Imágenes modificadas a partir de las originales de Katherine A. Preston.

La gran fiesta del coronavirus

No es posible predecir la aparición de una enfermedad infecciosa porque es un proceso accidental, en el que un acontecimiento muy poco probable surge como resultado de la conjunción al azar de sucesos independientes.

Para que surja una enfermedad infecciosa humana se deben cumplir tres condiciones. Una de naturaleza biológica: el patógeno que causa el brote debe ser capaz de infectar y reproducirse en humanos. Las otras dos condiciones son antropogénicas. Primero, debe haber contacto entre humanos y el reservorio de patógenos y, segundo, tiene que haber un ciclo de movilidad que expanda el contagio. Esas condiciones funcionan en todas las zoonosis y la COVID-19 no es una excepción.

La aparición de la COVID-19 es el resultado de una excepcional coincidencia de sucesos naturales y sociales no relacionados entre sí que llevó al primer contagio masivo. No hay evidencia científica alguna de que pueda existir infección directa de coronavirus desde murciélagos a humanos, así que todo indica que hubo un hospedante intermedio involucrado en la aparición de la COVID-19. El SARS-CoV-2 podría haber infectado a pangolines, gatos, civetas, vacas, búfalos, cerdos, cabras, ovejas y palomas. El pangolín es uno de los intermediarios más probables, pero no está definitivamente probado.

Se considera oficialmente que la COVID-19 surgió en diciembre de 2019 en el mercado mayorista de pescados de Huanan, un distrito de Wuhan. Sin embargo, los datos epidemiológicos muestran que los primeros casos de COVID-19 no estaban relacionados con ese mercado y, por lo tanto, ese no es el lugar exacto o punto cero de la infección. Los estudios filogenéticos sugieren que el SARS-CoV-2 podría haber circulado en Wuhan a principios de octubre de 2019 y que el virus se propagó lentamente de persona a persona (fase de latencia), antes de que llegara al HSWM, donde se detectó en diciembre 2019.

La localización del paciente cero, la primera infección humana, probablemente seguirá siendo una incógnita. La contaminación pudo ocurrir a través de la medicina tradicional, del comercio de animales salvajes destinados al consumo directo o como mascotas o de cualquier otro contacto entre humanos y el reservorio intermediario del virus. El contacto inicial también podría haber tenido lugar en granjas, ya que las áreas rurales antropizadas ofrecen entornos favorables para la transmisión de coronavirus.

En la fase inicial de latencia, la infección permaneció silente, extendiéndose al azar dentro de la población sin que se hubiera detectado la epidemia porque es muy probable que los primeros pacientes fueran asintomáticos o, de no serlo, que los casos iniciales hubieran sido tomados por brotes habituales de gripe.

Establecido el contacto, sobrevino la epidemia. Para explicarla hay que considerar el contexto social específico de Wuhan a fines de 2019 y principios de 2020. Para pasar de la fase de latencia a la fase epidémica, es necesario que se produzca un proceso de amplificación para alcanzar el umbral necesario para desencadenar una epidemia.

Figura [Cliquee sobre ella para verla a mayor tamaño]. Dinámica de COVID-19. La aparición de una enfermedad infecciosa es un proceso accidental que no se puede predecir. Un animal no identificado o partes de animales contaminadas por el SARS-CoV-2 procedente de murciélagos, se puso en contacto con humanos en octubre-noviembre de 2019 comenzando una infección latente. Los principales impulsores de la epidemia y luego de la pandemia fueron la movilidad humana durante la fase de incubación y el efecto de amplificación de los mercados, mientras que la conversión en pandemia se debió la movilidad de mercancías en nuestro mundo global. Sin embargo, esto no desencadenó el brote. El texto en rojo corresponde a situaciones en las que no se puede emprender ninguna acción. El texto y los cuadros en color verde oscuro corresponden a situaciones en las que deben implementarse acciones preventivas para evitar la aparición futura de coronavirus. Las cruces en verde intenso indican pasos importantes de transmisión que pueden bloquearse. El texto y los cuadros en violeta corresponden a situaciones en las que actualmente se implementan reacciones posteriores al evento, pero que no pueden evitar una pandemia. Figura modificada a partir de Frutos et al. 2020.

El brote se detectó inicialmente en el distrito de Jiang'an, donde se encuentra la comunidad urbana Baibuting, que todos los años celebra un festival tradicional conocido como Wan Jia Yan (Gran Fiesta de la Familia). La vigésima edición de esta fiesta, celebrada el 18 de enero de 2020, coincidió con la popularísima celebración de Año Nuevo Lunar. Más de 40.000 familias, que prepararon alrededor de 14.000 platos tradicionales, asistieron a la fiesta en enero de 2020.

Los comercios establecidos y los mercadillos callejeros esperaban una gran afluencia de público, así que adquirieron y acopiaron grandes cantidades de alimentos, incluidos animales vivos. Lo que desencadenó la epidemia es la coincidencia simultánea de dos celebraciones importantes en el mismo lugar, lo que sitúa a muchas personas no contagiadas en contacto con personas infectadas asintomáticas o no y proporciona la fase de amplificación necesaria que caracteriza a una epidemia.

Otro paso clave fue la movilidad. Como sucede con las festividades navideñas de Occidente, el Año Nuevo chino está asociado con una movilización masiva hacia los hogares de origen conocida como Chun Yun, y Wuhan es tanto el corazón del Cinturón Económico del Río Yangtzé como un importante nudo nacional de comunicaciones conocido en China como "la puerta de entrada de las nueve provincias". Se estima que cinco millones de personas abandonaron Wuhan durante el Chun Yun de 2020. Además, Wuhan recibe esos días 1,2 millones de estudiantes universitarios, cuya movilidad durante las vacaciones es extremadamente alta. Los viajes de ida desde Wuhan pueden explicar por qué Wenzhou, en la provincia vecina de Zhejiang, se convirtiera en una de las áreas más afectadas.

Llegado ese momento, era demasiado tarde para detener la epidemia y las medidas no podían ser más que reacciones tardías (Figura 1). La expansión fue impulsada en focos secundarios por personas que viajaron desde el lugar inicial de la epidemia. En cada uno de estos focos se reiteraron los mismos procesos de latencia, amplificación y epidemia con retardos variables. Es por eso por lo que el SARS-CoV-2 no se detuvo a pesar de las medidas drásticas de contención y cuarentena. El siguiente paso, la pandemia, fue solo una cuestión de expansión debida a la intensa movilidad internacional de pasajeros y al comercio globalizado.

Vendrán otras pandemias. Es solo cuestión de probabilidad y tiempo. Actualmente, el riesgo de aparición proviene principalmente de coronavirus, arbovirus y virus de la gripe. La gripe está muy controlada y hay vacunas disponibles, lo que hace que los coronavirus y los arbovirus sean las principales amenazas que, como el dinosaurio de Monterroso, seguirán ahí cuando despertemos de esta pesadilla. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

Las maravillosas orquídeas abejas

Ophrys lutea, Ejemplar del Jardín Botánico de Alcalá
fotografiado por R. Elvira 14/05/20)

Dado que las flores de muchas especies se asemejan a los cuerpos de abejas, abejorros y otros insectos, las orquídeas del género Ophrys, cuyo nombre significa “ceja” por los pelitos que adornan sus flores, se conocen popularmente como "orquídeas abeja".

Según las revisiones más recientes, la familia de las orquídeas (Orchidaceae) consta de unas 25.000 o 30.000 especies silvestres conocidas. Se encuentran distribuidas por todo el globo a excepción de las zonas polares y los desiertos más secos. La diversidad se encuentra en la franja norte de la región andina, entre Ecuador y Colombia. También cabe destacar el interés ornamental de estas plantas, lo que ha conducido a la proliferación de híbridos y cultivares por selección artificial, que suman quizá más de 100.000.

En la flora española, donde están descritos 25 géneros, todas las orquídeas son terrestres. No obstante, la gran mayoría de las especies de esta familia se desarrollan en climas tropicales y subtropicales, en donde abundan las que viven sobre grandes árboles (epífitas) o las trepadoras.

Todas las orquídeas son plantas que viven varios años (perennes), en su mayoría mediante órganos subterráneos invisibles durante la estación desfavorable, que en nuestras latitudes adoptan fundamentalmente dos modelos: tubérculos y rizomas. Los tubérculos aparecen frecuentemente por parejas, de modo que asemejan un par de testículos, que es exactamente lo que significa la palabra que da nombre a la familia: "orchis" en griego.

Durante el verano las orquídeas tuberculadas como Ophrys están en reposo (es decir, pierden la parte aérea y sobreviven al calor y la sequía gracias a sus tubérculos subterráneos, que sirven como reserva de agua y nutrientes). A lo largo del verano se seca toda la parte aérea y, al llegar el otoño, con algo más de fresco y lluvia, se suelen desarrollar las hojas de la roseta basal, que permanecen durante el invierno. Ello permite que se inicie la formación de un nuevo tubérculo durante el otoño. Se detiene casi su desarrollo durante el invierno y se acelera a la primavera siguiente.

La formación de la inflorescencia ocurre a costa de los nutrientes almacenados en el tubérculo viejo, no del nuevo, que actuará al siguiente año. Cuando se seca la parte aérea el tubérculo viejo está prácticamente agotado. No todos los años se produce la floración. Parece que la planta debe de ir acumulando materia a lo largo de más de un año, aumentando su peso y el número y tamaño de sus hojas

Los tallos aéreos de las orquídeas ibéricas tienen crecimiento vertical y terminan en la inflorescencia, es decir, son de tipo escapo. Las hojas tienen formas ovaladas, lanceoladas o casi lineares, con varios nervios que nacen desde la base, discurren más o menos paralelos y quedan conectados por una fina red de nervios secundarios.

Despiece de una flor de Ophrys tenthredinifera. 

A pesar de su enorme variabilidad, la flor de las orquídeas resulta muy fácil de reconocer. Las flores son por lo común hermafroditas. Constan de dos verticilos de tres piezas estériles (el perianto), 1-2 estambres fértiles y un ovario ínfero, que puede surgir directamente del eje de la inflorescencia o estar sujeto a este por un pedicelo.

El perianto está constituido por dos verticilos de tres piezas cada uno; el exterior es el cáliz (formado por tres sépalos) y el interior es la corola (formada por tres pétalos). Dos pétalos pequeños se encuentran en posición inferior, mientras que el tercero, el labelo (por su forma de labio) se sitúa orientado hacia abajo y funciona como una plataforma de aterrizaje para los insectos polinizadores. No es raro que en algunas orquídeas los tres sépalos y los dos pétalos inferiores formen una especie de casco.

El labelo es la pieza más compleja y un órgano característico de las orquídeas. Puede ser lobulado, tener áreas brillantes, crestas, quillas u otras protuberancias que se suelen denominar callosidades. En algunos géneros como Ophrys, la pilosidad del labelo resulta muy llamativa, con coloraciones muy diversas.

También es frecuente que el labelo desarrolle un espolón, de tamaño y dirección variable que puede presentar un nectario en su extremo. Morfológicamente, puede ser largo y fino o corto y rechoncho como un saquito redondeado. También hay especies que no producen néctar en el espolón; en estos casos, la polinización se produce por engaño del insecto atraído.

Las piezas fértiles presentan una estructura muy compleja y altamente especializada, lo que ha dado lugar a una nomenclatura rica y no siempre fácil de entender. La estructura básica recibe el nombre de columna o ginostemo. Proviene de la soldadura en mayor o menor grado del estilo con el filamento de los estambres. Lo más frecuente es que la soldadura sea tan completa que no se distingan unos y otros.

El androceo (conjunto de piezas masculinas o estambres) ha sufrido un fuerte proceso de reducción, tanto en el número de piezas que lo componen como en su estructura. En la inmensa mayoría de las orquídeas hay un único estambre que se integra en la columna de modo que la parte fértil del estambre (la teca) constituye la parte superior de la columna. En algunas orquídeas, los estambres que no se desarrollan (estaminodios) aparecen como unas protuberancias en la base del ginostemo.

En la mayoría de las plantas la teca está formada por dos sacos polínicos o esporangios. En las orquídeas, el polen de cada esporangio se dispersa en masas que se denominan polinias. La dispersión del polen en grandes masas está en correlación con el enorme número de primordios seminales (óvulos) que alberga el ovario de una orquídea. Por ejemplo, en el género Ophrys el ovario fecundado alberga hasta 10.000-15.000 semillas.

Por lo general, la polinia suele tener forma mazuda, con un extremo alargado, semejante a un pedúnculo, que se denomina caudícula. La base de esta, que se ensancha un poco y es pegajosa, es el viscidio o retináculo. Gracias al viscidio la polinia se fijará al polinizador primero y después al estigma de otra flor. En algunas orquídeas como Ophrys el viscidio está semicubierto por unas estructuras ligeramente abombadas, las bursículas.

En el género Ophrys el ginostemo lleva en su base una abertura, la cavidad estigmática, y por encima de esta se alza la parte de la columna que aloja las dos polinias, cada una con una larga caudícula y de dispersión independiente. En muchas especies, los laterales de la abertura estigmática tienen dos pequeños y brillantes bultitos que pueden parecer los ojos de un insecto y, por ello, se denominan falsos ojos.

La polinización tiene lugar por engaño sexual o pseudocopulación, ya que el labelo imita a las hembras de ciertos himenópteros, e incluso a otros grupos de insectos. Tradicionalmente, el género se ha dividido en dos secciones en función de la posición que adopta el abejorro al ser engañado. A la sección Ophrys pertenecen las especies en las que los insectos se disponen con la cabeza hacia el centro de la flor (polinización cefálica). En la sección Pseudophrys se incluyen aquellas en que los insectos se sitúan con la cabeza orientada hacia el ápice del labelo y las polinias se fijan al abdomen (polinización abdominal).

El engaño no es sólo visual, también táctil e incluso olfativo. La relación es bastante específica. Los machos de himenópteros suelen emerger de la ninfa antes que las hembras e intentan la cópula con las orquídeas con mucho entusiasmo. Una pseudocópula puede durar desde pocos segundos hasta un cuarto de hora.

Las flores de Ophrys producen también sustancias aromáticas. No tienen exactamente las mismas feromonas que segregan las hembras de los insectos, pero sí una buena cantidad de sustancias cuyo conjunto también debe resultar atractivo y estimulante para los machos, pero es inapreciable a los humanos. Por el contrario, el factor visual que nosotros apreciamos bien podría ser de importancia secundaria para los polinizadores. En algunos casos, las semejanzas con un insecto son muy evidentes (incluso para nosotros) en pilosidad, máculas, crestas, ojos, etc.

Otros caracteres de importancia en los procesos de especiación son el tamaño del labelo, que constituye un mecanismo de selección del polinizador, y la época de floración, porque los machos aprenden y a poco no hacen caso de las orquídeas y se dedican a buscar sus verdaderas hembras. Por lo tanto, deben aprovechar los machos "inexpertos" y serán favorecidas las plantas que florezcan comparativamente temprano. Una floración tardía puede aprovechar otra especie de polinizador o una segunda generación de la misma especie. Por todo esto solamente cerca del 10 % de una población de Ophrys llega a ser polinizada. Esto es suficiente para mantener la población, si se tienen en cuenta que cada flor fertilizada produce miles de diminutas semillas.

En la península ibérica hay descritas doce especies de Ophrys. En este enlace pueden estudiarlas todas. En el cuadro de arriba os dejo siete de las más abundantes. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

* Salvo la primera, todas las imágenes están tomadas de la excelente web Orquídeas Ibéricas. 

Guía de la República Popular China con instrucciones para el control de la COVID-19

Este artículo está exclusivamente destinado a aclarar una referencia bibliográfica de otro artículo del blog The Conversation, en el que se cita una guía (en chino mandarín) emitida por las autoridades sanitarias chinas el 18 de febrero de 2020 para difundir entre su personal sanitario los síntomas de la enfermedad COVID-19. 

La imagen muestra el párrafo en el que se cita la presencia de trombos. La traducción es de Rosalía Ramos Guerra, a quien le agradecemos su trabajo.

Página tercera de la guía y párrafos en que se cita la formación de trombos.

Una de verduras

Euzomodendron bourgaeanum

¿Qué tienen en común la col rizada, el brócoli, la coliflor, las coles de Bruselas, la berza, el repollo y la col? ¡Todos son cultivares diferentes de la misma especie!

Que Darwin se inspiró en los pinzones de las Galápagos para explicar su teoría de la selección natural es una bonita historia, pero no es la única que subyace en la trastienda de la construcción intelectual del naturalista inglés. Como hombre de campo que por diversas circunstancias pasó muchos años en su finca rural, el viejo zorro conocía muy bien la selección artificial.

Durante milenios, agricultores, ganaderos, jardineros, floristas, avicultores y criadores de animales domésticos como perros y gatos habían estado practicando cruces entre animales de la misma especie e incluso entre especies próximas (asnos y yeguas, por ejemplo) para conseguir ejemplares con las características específicas que buscaban.

No todos organismos se prestan a ese tipo de manipulaciones interesadas y no todos los que lo permiten responden por igual. Entre los que mejores resultados han dado la reina es, sin duda, una modesta planta, Brassica oleracea. Es muy probable que cada noche no te hayas ido a dormir sin haber tenido contacto con alguna variedad de esta planta, campeona mundial de la plasticidad de respuestas a la interesada manipulación humana. Para no tener que dar más explicaciones por escrito remito a las figuras 2 y 3.

Figura 1

Brassica oleracea es una más de las casi 4.000 especies que, reunidas en unos 350 géneros, constituyen la familia a la que da nombre (Brassicáceas), antiguamente llamada Crucíferas por la típica forma de cruz de los pétalos que constituyen su corola (Figura 1).

Aunque distribuidas por todo el globo, están particularmente concentradas en áreas templadas y frías. Incluyen cultivos de importancia económica hortícola (una buena parte de las verduras de invierno, además de rábanos, nabos, rúculas, berros silvestres y condimentos como la mostaza), ornamental, oleaginoso (colza) y forrajero.

Figura 2. Todas estas verduras son variedades de una sola planta, Brassica oleracea, originadas por selección artificial.

Diversos estudios han probado que las crucíferas son una fuente concentrada de vitaminas, minerales y antioxidantes. Además, contienen sulforafano, un compuesto que puede prevenir la diabetes, las enfermedades cardiovasculares, el cáncer e incluso mejorar los síntomas del autismo. El problema es que es fácil que te cargues esta molécula cocinando tu brócoli. Antes de explicar esto, un poco de química.

Tu cuerpo usa el oxígeno constantemente para el metabolismo y el resultado de estas reacciones químicas son los famosos radicales libres u oxidantes, unas sustancias altamente reactivas que corroen todo lo que encuentran a su paso.

Figura 3

El organismo tiene un sistema de control de estos radicales libres: los antioxidantes. Pero si la brigada antioxidante falla, los radicales libres atacan a la membrana celular, al ADN y a las mitocondrias, y producen lesiones en las arterias. El dúo dinámico de estrés oxidativo más inflamación está detrás de la diabetes, las enfermedades cardiovasculares, el cáncer y las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

Por desgracia, aunque la falta de antioxidantes en la dieta empeora la situación, tomar más antioxidantes por sí solo no funciona. Pero el sulforafano no es un simple antioxidante. Se ha visto que activa los genes que mejoran la respuesta al estrés oxidativo y los factores que inhiben el crecimiento de los tumores.

En el brócoli y en el resto de las verduras de las crucíferas se encuentra en forma de glucorafanina, una molécula que es inactiva. Para activarla tiene que entrar en contacto con una enzima llamada mirosinasa, que también está en la planta, y que se libera cuando esta sufre daños. Esto quiere decir que hay que cortar, picar, masticar o en general maltratar mecánicamente al brócoli, al kale a la col o a la coliflor para que el sulforafano funcione.

Figura 4. La col silvestre (Brassica oleracea) es nativa de las zonas costeras del sur y oeste de Europa. En su hábitat nativo, es muy tolerante con los suelos salados y calizos, pero tiene escasa capacidad de competencia con otras plantas. Por eso, tiende a crecer principalmente en los acantilados calizos donde pocas plantas pueden anclar sus raíces. A pesar de su popularidad como verduras deliciosas y saludables, así como su larga historia de cultivo, se sabe poco de esta planta antes de la época griega y romana.

Las altas temperaturas destruyen los glucosinolatos y, por tanto, el sulforafano. Cocinando al vapor entre uno y tres minutos es como mejor se conservan. Hervirlas es la mejor forma de destruirlos. En un experimento se comprobó que el brócoli crudo proporcionaba diez veces más sulforafano que el hervido.

Al contrario de lo que se piensa, cocinar en el microondas no destruye los nutrientes, sino que los conserva. Pero esto ocurre en un recipiente tapado sin agua, cocinado en su propio jugo. Si se hierve el brócoli en el microondas con agua, se pierde tanto sulforafano como si se hirviera al fuego.

Por otro lado, cuando se calienta el brócoli la mirosinasa se degrada, y esto quiere decir que comemos el sulforafano inactivo. Para remediarlo, échale mostaza.

Figura 5. Detalles de las flores (A) y de los frutos (C-D) de la mostaza Sinapis alba. Los característicos frutos, híspidos (hi) en la base, rematan en un pico estéril (pi). Las semillas (se) están contenidas en la base del fruto.

¿Qué contiene mirosinasa en grandes cantidades? En un experimento se comprobó que las semillas de mostaza (Sinapis alba) añadidas al brócoli cocinado multiplicaban por cuatro la absorción de sulforafano.  

¿Qué ocurre con las verduras congeladas? En el proceso de blanqueado y descongelación se puede perder la mirosinasa, con lo que también es necesario añadirla al plato para activar el sulforafano. De nuevo la mostaza, otra crucífera, es la mejor amiga del brócoli congelado.

¡Que aproveche!