LAS CÍCADAS: LAS PRIMERAS PLANTAS POLINIZADAS POR INSECTOS

Por: Víctor E. Luna Monterrojo, Andrew P. Vovides y Sonia Galicia Castellanos.

Jardín Botánico Francisco Javier Clavijero y Red de Biología Evolutiva, Instituto de Ecología A.C.

Figura 1. Escarabajo de la especie Parallocorynus bicolor polinizador de la cícada Dioon caputoi (créditos: Sonia Galicia).

Resumen

Las cícadas son gimnospermas, es decir, plantas con semillas desnudas como los pinos o las araucarias; fueron de las primeras plantas en ser polinizadas por insectos desde hace más de 250 millones años.

Palabras clave

Cícadas, polinización, escarabajos

Figura 2. Planta de Dioon caputoi con un cono femenino, en el Jardín Botánico Francisco Javier Clavijero. (créditos: Víctor Luna)

Cuando escuchamos hablar de la polinización, siempre pensamos en las plantas con flores o angiospermas. Las plantas con flores son bien conocidas por su relación con los insectos y otros animales que actúan como sus polinizadores; desde mariposas, abejas, colibríes hasta murciélagos. Es muy común pensar que las plantas con flores son las únicas participantes en el juego de la polinización por insectos. Ya que, de las aproximadamente 250 mil especies de plantas con flores que existen, el 90% son polinizadas por animales. Sin embargo, existe un grupo de plantas más antiguas evolutivamente que las angiospermas, que hasta finales del siglo pasado se creía que únicamente eran polinizadas la acción del viento: las gimnospermas.

Las gimnospermas constituyen un grupo importante a nivel ecológico y económico en todo el mundo. En este grupo se encuentran las coníferas, como los pinos, cipreses, juníperos y las araucarias entre otras. Todavía en la actualidad, muchos libros de texto definen a las gimnospermas como plantas que producen semillas desnudas, es decir, sus semillas se encuentran en conos o piñas, los conos masculinos separados de los conos femeninos (ya sea en la misma planta o en diferentes plantas) y que la polinización ocurre por la acción del viento. Sin embargo, un grupo de gimnospermas, las cícadas, se encuentran entre las primeras plantas en ser polinizadas por insectos.

Figura 3. Planta de Dioon edule con un cono masculino, en el Jardín Botánico Francisco Javier Clavijero (créditos: Víctor Luna

Durante mucho tiempo se pensó que, al igual que la gran mayoría de las gimnospermas, las cícadas, que producen conos masculinos y femeninos en plantas diferentes, dependían del viento para llevar el polen desde los conos masculinos hasta los conos femeninos. Sin embargo, investigaciones recientes revelan que el viento no interviene en su polinización; y son insectos los que se encargan de realizar esta actividad en las cícadas.

Las cícadas fueron algunas de las primeras plantas gimnospermas que surgieron en la tierra. Aparecieron a finales del Pérmico y su apogeo fue en el Jurásico, en la era de los grandes dinosaurios, es decir, mucho tiempo antes de que surgieran algunos insectos que nos son familiares en la polinización, como abejas, avispas y mariposas, de manera que la polinización de estas se llevó a cabo por coleópteros, específicamente por escarabajos y gorgojos. Esto es muy coherente, porque los coleópteros, al igual que las cícadas, evolucionaron mucho antes que las abejas o las mariposas.

Para comprobar esta teoría se recurrió a dos experimentos, en la década de 1980:

Túneles de aire: donde se hacía pasar una corriente de aire en un túnel, soltando descargas de polen para que fuera arrastrado por el aire hacia un cono femenino, observando dónde y cómo se depositaba en el cono femenino. Así, se tuvo la primera prueba de que algo extraño estaba sucediendo con su polinización. La forma de los conos no permite atrapar el polen, además, los huecos entre las escamas de los conos femeninos eran demasiado pequeños para que el polen arrastrado por el viento llegara a los óvulos.

Exclusión de insectos: al impedir el arribo de los insectos a los conos femeninos, se ha podido demostrar que los insectos son el factor esencial en la polinización de las cícadas, ya que, sin la presencia de insectos no había polinización y, en consecuencia, estos no producían semillas.

Figura 4. Colección Nacional de Cícadas en el Jardín Botánico Francisco Javier Clavijero (créditos: Víctor Luna)

En la actualidad, se sabe que la polinización en las cícadas la realizan coleópteros. En algunos casos, utilizan los conos de las cícadas como lugares para alimentarse, aparearse y poner huevos. Los coleópteros son atraídos por la producción de olores volátiles y calor producido en los conos de las cícadas y la gota polínica que se exuda por el ovulo. Además, estas relaciones parecen ser más bien específicas, es decir, que existe, generalmente, una especie de escarabajo o gorgojo para cada especie de cícada.

En Zamia furfuracea, una cícada mexicana en peligro de extinción que podemos encontrar en las playas, palmares y cantiles costeros desde el puerto Veracruz hasta Los Tuxtlas, son gorgojos los que utilizan los conos masculinos como lugares de alimento y cría, los que se encargan de su polinización; Gracias a la emisión de olores, los gorgojos adultos son atraídos por los conos masculinos en los que recogen el polen. Los conos femeninos también emiten olores similares, pero las larvas no pueden desarrollarse dentro de ellos. Esto se atribuye a la falta de almidón y a ciertas toxinas liberadas por células especializadas, conocidas como idioblastos. Eso expulsa al coleóptero después de la polinización y antes de que puedan hacer demasiado daño comiéndose sus tejidos o los óvulos recién fecundados. De esta forma, las cícadas se polinizan y se eliminan los herbívoros potencialmente dañinos en los conos femeninos. Sin embargo, las escamas de los conos masculinos ricos en almidón, son devoradas; los gorgojos se alimentan de las escamas de los conos masculinos y depositan sus huevos en ellos para la siguiente temporada.

La polinización en cícadas es un tema fascinante. Nos recuerda de que las plantas con flores no son las únicas en interactuar con insectos para su polinización y que los insectos han estado proporcionando servicios de polinización durante mucho tiempo, antes que las plantas con flores existieran. Además, todas las cícadas mexicanas se encuentran en alguna categoría de riesgo, por lo que entender su polinización, y sus polinizadores, es vital para preservarlas.