Evolución floral

Planteamiento del problema.

¿Se podrá interpretar el proceso de la evolución de las flores mediante la observación de diferentes estructuras florales?

Marco teórico.

La disposición de las piezas florales sobre el eje, la presencia o ausencia de una o más piezas florales, el tamaño, la pigmentación y la disposición relativa de las mismas son responsables de la existencia de una gran variedad de tipos de flores. Tal diversidad es particularmente importante en estudios filogenéticos y taxonómicos de las angiospermas. La interpretación evolutiva de los diferentes tipos de flores tiene en cuenta los aspectos de la adaptación de la estructura floral, particularmente aquellos relacionados con la polinización, dispersión del fruto y de la semilla y de la protección contra los predadores de las estructuras reproductivas (Ackerman, 1992).

Las flores de los clados de angiospermas más basales presentan un número elevado y variable de tépalos (o sépalos y pétalos), carpelos y estambres (Figura 1 A). Los cambios evolutivos de las angiospermas incluyeron algunas llamativas modificaciones de esta condición basal: reducciones en la cantidad de piezas florales hasta un número fijo, diferenciación de pétalos y sépalos, y cambios en la simetría, desde radial (como en el lirio o la magnolia) hasta bilateral (como el guisante de olor en las orquídeas) a menudo simultáneos con la fusión de las piezas (Figura 1 B) (Purves, 2009).

Según una teoría, los primeros carpelos en evolucionar fueron hojas modificadas, plegadas y cerradas parcialmente. Por los tanto difieren de las escamas de las gimnospermas, que son ramas modificadas. En los grupos de angiospermas que evolucionaron más tarde, los carpelos se fusionaron y se fueron hundiendo progresivamente en el tejido del receptáculo (Figura 2 A). En las flores de los grupos más recientes, las otras piezas florales están unidas al extremo superior del ovario y no a la base. Los estambres de las flores más antiguas pueden haberse parecido a hojas (Figura 2 B) (Purves, 2009).

¿Por qué tantas flores presentan pistilos con estilos largos y anteras con filamentos largos? La selección natural debe haber favorecido el alargamiento de estas estructuras porque ello aumenta la probabilidad de polinización exitosa. Los filamentos largos pueden poner en contacto las anteras con el cuerpo de los insectos o ubicarlas en una mejor posición respecto del viento. Los mismos argumentos se aplican al largo de los estilos (Thompson, 2003).

Una flor perfecta presenta un acuerdo mediocre. Al atraer a un insecto o pájaro polinizador, la planta a sus dos funciones, femenina y masculina, mediante una única flor. En cambio, las plantas con flores imperfectas deben crear esa atracción dos veces, una para cada tipo de flor. Sin embargo, la flor perfecta puede favorecer la autopolinización que, casi siempre, es desventajosa (Thompson, 2003).

Fig. 1 Forma de la flor y evolución. (A) una flor de magnolia tiene las principales características de una flor primitiva: simetría radial, los tépalos, carpelos y estambres individuales se encuentran separados, son numerosos y se unen por sus bases. (B) Las orquídeas, como Paphiopedium maudae, presenta una estructua con simetría bilateral que evolucionó mucho más tarde.

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Figura 2. Los carpelos y los estambres evolucionaron de estructuras foliares (A) Posibles etapas en la evolución de un carpelo a partir de una estructura foliar. (B) Los estambres de tres plantas modernas muestran las diferentes etapas en la evolución de este órgano. Esto no implica que dichas especies hayan evolucionado una a partir de la otra, simplemente ilustran las estructuras.

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