La reproducción sexual de las orquídeas es un capítulo
apasionante y complejo. Las flores, más
que “simples” estructuras de finas texturas y colores
llamativos, bien pueden calificarse como un
señuelo cuya característica esencial es el contener las células
reproductivas femeninas y/o
masculinas.
Por definición, para la Real academia de la lengua, una semilla
es aquella parte del fruto de las
fanerógamas, que contiene el embrión de una futura planta,
protegido por una testa, derivada de
los tegumentos del primordio seminal. Entiéndase por fruto
aquella estructura que se forma como
consecuencia de la fertilización de una flor y que contiene las
semillas.
Las plantas vasculares surgieron hace unos 400 millones de años,
en el devónico, representadas
inicialmente por las progimnospermas, lycophytas y stenophytas. Se
considera que las
gimnospermas aparecieron 100 millones de años después, en el devónico
tardío, y probablemente
hayan sido de las primeras plantas con semilla. Las angiospermas,
grupo al que corresponden las
orquídeas, aparecieron hace 140 millones de años en el cretácico.
Para algunos autores estas
últimas aparecieron hace por lo menos 60 millones de años y
probablemente las primeras hayan
sido terrestres.
Una de las peculiaridades de las orquídeas es lo sofisticado de
su reproducción sexual. Las
semillas, especialmente pequeñas, con peso de 0.3 a 14
microgramos , y una longitud de 0.11 a
1.97 mm, según la especie, hacen que a simple vista, en conjunto,
tengan aspecto de arenilla
muy fina, de ahí el nombre de “semillas polvo” o “dust
seeds”. En la evolución estas plantas
tuvieron que pasar por una serie de adaptaciones con repercusiones
extraordinarias en el modo de
multiplicarse sexualmente. Si en otras familias, las semillas
tienen fundamentalmente testa,
endocarpio y embrión, en el caso de las orquídeas se eliminó el
endocarpio, la parte mas
voluminosa y que almacena nutrimentos para la germinación y el
desarrollo temprano de la nueva
planta.
El embrión y la testa probablemente también hayan disminuido sus
dimensiones hasta quedar el
primero representado por un cúmulo de menos de una docena de células
o, cuando más, alrededor
de setecientas. La testa, que en realidad es tejido de la planta
madre, específicamente de esa
porción que en su momento cubría al óvulo, se redujo a un complejo de células muertas ( en el
caso de semillas secas ) que forman un caparazón que circunda a
las embrionarias y se adhiere a
ellas firmemente, emite finos filamentos de tejido que avanza a
manera de red hasta terminar en
una membrana externa de células que recubren casi totalmente al
complejo. Queda, así, el
embrión en el interior de una especie de globo: Cuando las
semillas maduran y la cápsula se abre,
todo el complejo de la testa está construido solamente por células
muertas. El embrión se
mantiene más o menos en la misma posición de la semilla gracias
a la red de restos de tejido que
une a ambas capas de aquel globo. El espacio que queda entre ellas
y la malla que las une es
ocupado por aire. Esa estructura de células muertas, de aspecto
transparente e incoloro y en
alguna especies teñida; aparentemente tan frágil, probablemente
sea una barrera biológica con
funciones importantísimas. En la naturaleza su hidratación y
desaparición son especialmente lentas,
lo que hace que las células del embrión incorporen agua y den
inicio a la germinación lentamente,
dando así tiempo a que se colonice y establezca simbiosis con
micorrizas, relación que se
mantendrá durante toda la vida de la planta.
Hay pruebas que demuestran que la desinfección de semillas con
agentes diversos y por métodos
físicos como el ultrasonido o el tratamiento con detergentes o ácido
clorhídrico, deterioran la testa.
Es esta una de las razones por las que la germinación in vitro es
más rápida en el cultivo
asimbótico que en la naturaleza. Evidentemente hay que considerar
que algunas semillas son
extraordinariamente sensibles a algunas substancias
desinfectantes, en especial al hipoclorito de
sodio y que el tratamiento con hipoclorito de calcio suele
favorecer una germinación aún más
temprana y homogénea. La composición química de la testa es la
que le da esas propiedades
repelentes al agua (hidrofóbicas): Es rica en homopolisacáridos,
celulosa y compuestos grasos
como la suberina. Las soluciones desinfectantes deben ser tan
agresivas que eliminen gérmenes,
pero tan suaves que solo incrementen la permeabilidad de la testa,
sin lesionar al embrión.
Es gracias a su peso, su tamaño y el
contenido de aire, que las semillas pueden flotar y ser
arrastradas por el viento a distancias más o menos largas. También
por eso se pueden mantener a
flote en las gotas de agua de lluvia y ser arrastradas por las
corrientes de los ríos. Sus diminutas
dimensiones resultaron desde la prehistoria una ventaja puesto que
un solo fruto es capaz de
producir, según la especie, hasta seis millones de embriones,
muchos de ellos con la posibilidad de
ser viables, recorrer distancias relativamente considerables y
germinar al caer en un sitio idóneo.
A finales del siglo XIX, la erupción volcánica en Krakatoa
terminó con toda forma de vida, tiempo
después se observó que cuatro especies de orquídeas fueron
algunos de los primeros seres vivos
en establecerse en la isla. Las plantas más cercanas se
encontraban a unos 400 Km. Algunos
animales como pájaros, hormigas, etc. pueden actuar como vectores
acarreando inadvertidamente
semillas. En el caso de Krakatoa no se descarta que esto explique
la presencia de determinadas
especies en la etapa posterior a la erupción, las aves
probablemente llevaban también en su
cuerpo los hongos indispensables para su desarrollo.
Otra ventaja que las orquídeas encontraron en la evolución es el
“costo” relativamente económico,
con el que pueden producir esa enorme cantidad de semillas, en
especial cuando se considera que
en una temporada la planta puede formar varios frutos. Arditti,
hace más o menos una década
elucubraba comparándolas con los cocos ( semillas de las
palmeras), hacía énfasis en la gran
cantidad de palmeras que se requerirían para lograr reunir una
cantidad de cocos similar a la que
produce un fruto de orquídea. Citaba también que en algunas
especies el contenido de grasa en
las células embrionarias es porcentualmente similar al de los
cocos, consideraba que ambas eran
“semillas grasas” y que probablemente estos compuestos tienen
un papel fundamental en las
etapas iniciales de la germinación. El citoplasma de las células
embrionarias contiene también
pequeñas cantidades de proteínas y aún menos carbohidratos. En
parte, la corta viabilidad de las
semillas se debe a su bajo contenido energético de reserva,
aunque se sabe que en algunas
especies, en condiciones naturales el embrión se puede mantener
vivo hasta por un año.
Una vez que la testa se vuelve permeable al agua, que el embrión
se hidrata y que ha iniciado la
germinación, es probable que las células puedan absorber
nutrimentos directamente del sustrato o
medio de cultivo, especialmente carbohidratos. En la naturaleza,
la simbiosis con micorrizas
parece ser un proceso lento y por tanto su papel en la germinación
puede ser de poca importancia,
todo lo contrario sucede con el desarrollo ulterior del protocormo
y la pequeña planta puesto que
los hongos, además de facilitar la nutrición pueden producir
hormonas que favorecen la
diferenciación y crecimiento tanto de raíces como de hojas.
Para los investigadores el tamaño de las semillas resulta problemático
en el trabajo de campo:
¿Cómo localizar una semilla o un embrión que apenas empieza a
germinar en la naturaleza? Por
el contrario, esa diminutéz de tejido se convierte en una ventaja
cuando se trata de propagar
asimbióticamente plantas en laboratorio puesto que de un fruto se
pueden obtener miles de ellas
en un espacio relativamente pequeño y con escaso medio de cultivo
o sustrato, siempre y cuando
se mantenga una técnica perfecta a fin de evitar la contaminación.
Otra ventaja de la reproducción asimbiótica por semilla es el
que los embriones pueden germinar
aún cuando el fruto no ha terminado su madurez. Cuando están en
formación, las semillas se
sustentan a la estructura de la cápsula por medio de una especie
de “cordón umbilical” que se
llama suspensorio, a través de la cual reciben los nutrimentos
indispensables para su desarrollo y
maduración.
Sucede que cuando la cápsula se cosecha en el momento en el que
el embrión ha alcanzado dos
terceras partes del tamaño que tendría al llegar a la madurez,
sus células tanto basales como
meristemáticas son totalmente viables. Esto es, tienen ya las
características indispensables para
sobrevivir y originar una nueva planta. Están en plena actividad
de división celular y con alta tasa
metabólica porque, además, están almacenando nutrimentos en su
citoplasma. La testa está
formada, en esta etapa, por células aún vivas y su propiedad
hidrofóbica es mínima o aún no
existe. Cuando las semillas se cultivan asimbióticamente en este
momento la técnica se llama
“siembra con cápsula verde”. La germinación es más pronta
puesto que las células embrionarias, al
ser depositadas en un medio nutritivo, continúan con su actividad
metabólica, es decir, siguen
creciendo y no pasan a la etapa de dormancia como ocurriría si
llegan hasta la etapa de semilla
seca. Se cree que la
testa y el embrión, a medida que maduran pueden producir
substancias,
como el ácido abscícico,
con efectos inhibitorios de la germinación. Además de dar
resultados en
menos tiempo, la siembra a partir de cápsula verde hizo posible
la propagación de orquídeas en
especies
en las que, por semilla seca, no se habían tenido resultados.
º Las imágenes cuyo texto está
marcado con este símbolo fueron tomadas de distintos sitios de la
red, no son de mi autoría.
Luis
Mendoza Teytud |