La retorcida ortodoxia de las orquídeas

Terminé el último post con esta imagen de unas flores epífitas creciendo cerca de la ciudad cubana de Baracoa, preguntando al respetable si había algo en ellas que resultara especialmente llamativo. Hoy toca desvelar el misterio.

Estas flores pertenecen, sospecho, a la especie Prosthechea cochleata, llamada también «black orchid» en Belice (donde se le considera la flora nacional) o «pulpitos» en español y quizá sin necesidad de estos datos muchos la hubiéseis reconocido como una orquídea.

No cabe duda que las orquídeas son unas plantas a las que les sobran cualidades para fascinarnos. Aunque su belleza pueda sugerirnos fragilidad o rareza, estamos ante, quizá, la familia de angiospermas con mayor éxito evolutivo (con más de 25.000 especies), y está claro que uno de los motivos de este éxito se debe precisamente a la sofisticación de sus flores.

Hay una cosa que hay que tener clara respecto a las orquídeas: su tendencia al exhibicionismo no siempre esconde buenas intenciones, y si bien a menudo estas flores ofrecen algo a sus polinizadores (néctar, refugio, etc), son famosos los caso en los que la anunciada recompensa es sólo un fraude, siendo especialmente llamativo el caso de los reclamos sexuales de nuestras queridas Ophrys mediterráneas. Pues bien, si nos paramos a pensarlo, gran parte de esa versatilidad increíble de formas y colores, de recompensas y engaños, se deben a una parte crítica de estas flores: el labelo, («pequeño labio», en latín) la pieza floral clave de las orquídeas que a nosotros nos resulta atractiva, pero que para el insecto adecuado es simplemente, irresistible: puede parecer una pista de aterrizaje bien señalizada, la entrada a un túnel acogedor para pasar la noche, una seductora abeja hembra, desprender una dulcísima fragancia o miles de cosas más. El labelo, ahí está el secreto.

Algunos ejemplos rápidos como recordatorio:

El labelo de Ophrys lutea (Madrid) imita visual y químicamente a la hembra de algunos himenópteros atrayendo a machos que quieren copular desesperadamente. Serapias cordigera (Cantabria) genera un pequeño túnel lo caldea con su propio calor metabólico provocando que la temperatura dentro sea unos grados mayor que en el exterior, su labelo es la plataforma de aterrizaje a dicho túnel

 

La espectacular Cypripedium acaule (Connecticut) atrae a ciertas abejas con un olor sugerente. Cuando éstas entran en su labelo (ahuecado, con forma de zapatilla) no encuentran nectar alguno, pero el engaño ya ha tenido lugar y al salir se llevan el polen a cuestas. Otras orquídeas como estas Cynorkis (Madagascar) son más honestas y sí producen néctar con el que premiar a los polinizadores

Espero que estos ejemplos os hayan convencido de lo crítico y versátil que puede llegar a ser el labelo en estas flores, especialmente en el caso de las «señales visuales» que los insectos perciben de una forma muy concreta.

Dicho esto, si miráis de nuevo a la orquídea negra de Baracoa quizá caigáis en la cuenta de un detalle muy singular: el labelo de estas orquídeas no está en la parte inferior de la flor, sino en la superior.

Labelo dirigido hacia abajo (lo habitual en las orquídeas) y hacia arriba (en el caso de Prosthechea cochleata)

Podríais concluir que la flor de la orquídea con la que abría el post es anómala porque de alguna forma está «dada la vuelta». Podríais, pero estaríais equivocados.

Lo que ocurre es mucho más interesante: son la gran mayoría de las orquídeas las que crecen sistemáticamente giradas respecto a su posición original. El labelo de las orquídeas, siempre se genera mirando hacia el ápice de crecimiento de la planta, pero en la mayoría de los casos, la flor completa se retuerce en las fases iniciales de su desarrollo en un proceso denominado resupinación. Aunque hay que fijarse bien, podéis comprobar por vosotros mismos este fenómeno si, por ejemplo, tenéis orquídeas en casa (como las populares Phaelonopsis) o la próxima vez que vayáis a vuestro jardín botánico más cercano. Fijáos en el pedicelo y ovario de estas flores (por donde se insertan) y comprobad que está sistemáticamente girado 180º en aquellas orquídeas con labelo dirigido hacia abajo.

En esta foto se aprecia muy bien la resupinación. Autor: Pablo Galán www.orquideasibericas.info (una web muy recomendable)

 Se considera que la resupinación es un carácter primitivo en las orquídeas, es decir, que el ancestro común de todas las orquídeas modernas tenía flores resupinadas. Extraordinariamente hay orquídeas que pierden esa resupinación. De ahí que me llamara tanto la atención el encuentro en Baracoa: aunque lo conocía de oídas, era la primera vez que veía una orquídea no resupinada, y estaréis de acuerdo conmigo en que ese es un momento que merece la pena recordar.

La cuestión a la que querría darle vueltas hoy es, ¿qué hay detrás de este fenómeno? Si lo pensamos un poco es bastante raro ¿no? ¿Por qué no se desarrolla el labelo en la parte inferor desde el principio? En su lugar tenemos que, por norma general, esa parte clave del éxito de la flor aparece en el lugar equivocado y la flor entera tiene que girarse para corregirlo.

La resupinación es un proceso que aún no se conoce del todo bien, pero sí se sabe que responde a la gravedad (gravitropismo); es decir, que las flores se giran no por una «orden genética» directa, sino como respuesta, mediada por hormonas vegetales, a la fuerza gravitatoria. De hecho, es fácil explicar la no-resupinación de algunas (pero no de todas) de las especies «rebeldes» porque poseen inflorescencias péndulas, donde el ápice de la planta queda colgado y por lo tanto el labelo acaba en posición inferior sin necesidad de resupinación. Este hecho además nos sirve para hacer una intrépida predicción: si algún día a la NASA le da por cultivar orquídeas de especies resupinadas en la Estación Espacial Internacional, cuando florezcan estarán giradas 180º respecto a como las veríamos en la floristería.

La resupinación se ha perdido de forma ocasional en muchos géneros distintos de orquídeas de forma independiente y por motivos variados que ahora mismo no nos interesan, pero que en gran medida podemos decir que se deben a respuestas evolutivas a la funcionalidad del labelo. Quizá secundariamente un labelo apuntando hacia arriba resulta más eficiente en un lugar y un momento determinado, o vete tú a saber por qué, pero donde quería ahondar es en la resupinación en sí misma: seguimos sin saber a qué viene este rodeo evolutivo, esta complicación innecesaria desde el punto de vista del «diseño».

Hace unos años se publicó un artículo que daba una explicación muy interesante al origen del labelo que puede aportarnos una buena pista al respecto: el labelo y el resto de los tépalos de las flores de las orquídeas expresan de forma distinta ciertos genes de un mismo grupo llamados «genes tipo-DEF».

En verde, amarillo y rojo se pueden ver qué genes determinan que un tépalo concreto adquiera cierta morfología. El labelo (color rojo) es el único tépalo que expresa una variante concreta de gen DEF, y esto determina la hipertrofia de esta pieza y, en consecuencia, la adquisición de una simetría bilateral (zigomorfa) de la flor. En este esquema no se tiene en cuenta la resupinación, sólo la posición final de los tépalos [Mondragón-Palomino & Theißen, 2008]

Esto se sabe, entre otras cosas, gracias a la morfología de las flores en individuos mutantes en los que la expresión de esos genes es anómala:

 Mutantes y monstruos del mundo de las orquídeas [Mondragón-Palomino & Theißen, 2008]

Los ancestros de las orquídeas tenían flores con simetría radial y dos coronas de tres tépalos alternados, parecidas a, digamos, un tulipán. Cuando uno de esos tépalos se hipertrofia respecto al resto, la simetría de la flor pasó de ser radial a ser bilateral (en botánica se suele llamar «zigomorfa»). Por ejemplo, así (esquema hipotético):

Pero recordemos que esto es sólo atendiendo a la posición final de los tépalos (¡el labelo es en realidad el tépalo superior!). Podríamos explicar el proceso completo así (recordad que la resupinación es sólo un giro físico):

La adquisión de la simetría bilateral ha ocurrido en muchas otras familias de plantas (no sólo en las orquídeas) y en general es un cambio asociado a la especialización en un tipo concreto de polinizador. Por alguna razón, los polinizadores potenciales encuentran especialmente atractivos los patrones bilaterales, o quizá este esquema da mucho más juego para generar patrones muy diversos y eficaces. Por el motivo que sea, la aparición de la simetría bilateral en un linaje concreto de plantas a menudo es sinónimo de radiación evolutiva.

Pero atentos al orden, a la secuencia de acontecimientos: los genes tipo DEF adquirieron su función moderna generando unas proto-orquídeas con un labelo mirando hacia arriba. Como dije antes, la adquisión de simetría bilateral por sí sola seguramente ya resultaría una novedad evolutivamente interesante para las proto-orquídeas y su diversificación. La cuestión es que la resupinación aparecería después, una vez que el funcionamiento de los genes tipo DEF estaba ya establecido. Posiblemente al aparecer una mutación fortuita que girare la flor, el labelo era mucho más eficiente al permitir actuar como plataforma donde el polinizador pudiese posarse (mientras que antes actuaba sólo de estandarte o semáforo), y esa circunstancia supuso un nuevo motivo de selección y la aparición de las orquídeas propiamente dichas, con simetría bilateral Y resupinación.

El resultado final resultó muy eficaz, pero el proceso innecesariamente complicado: para tener un labelo se necesita que actúe el gen t3 (el rojo), pero éste sólo puede actuar, obligatoriamente, en el tépalo superior porque esa es la condición heredada. Y esto puede ser una putada, pero es lo que hay: la única manera para una orquídea de tener un labelo inferior es generarlo arriba y luego girar 180º toda la flor, circunstancia heredada por la secuencia cronológica de la adquisición de estos rasgos. Hablando en plata: estamos ante otra chapuza evolutiva debida a que el gen t3 es incapaz de activarse en el tépalo inferior. Una chapuza que nos recuerda a la del nervio laríngeo de las jirafas o el punto ciego de los ojos con retina invertida: en los momentos críticos en los que la evolución toma un camino que con el tiempo se torna subóptimo, no hay marcha atrás y lo más que se puede hacer es poner un parche. En este caso, el parche consiste en condenar a las flores de veintitantas mil especies de plantas a ponerse patas arriba urgentemente antes de florecer.

 

El lema de la evolución: rectificar, ¡nunca!, retroceder, ¡jamás!