El profesor asociado SUETSUGU Kenji Facultad de Ciencias de la Universidad de Kobe presenta evidencia del aparentemente inusual sistema de dispersión de semillas por los grillos y los grillos de camello en Apostasia nipponica Apostasioideae, reconocido como un linaje de divergencia temprana de Orchidaceae . Estos hallazgos se publicaron el 11 de agosto en la edición en línea de Letras de evolución .
La dispersión de semillas es un proceso evolutivo clave y un tema central en la ecología de las plantas terrestres. La dispersión de semillas mediada por animales, con mayor frecuencia por aves y mamíferos, beneficia a las plantas de semillas al asegurar una transferencia eficiente y direccional de semillas sin depender de factores abióticos aleatorios comoEl viento y el agua. La dispersión de semillas por los animales es generalmente una relación mutualista coevolucionada en la que una planta rodea sus semillas con una fruta comestible y nutritiva como un buen alimento para los animales que la consumen. Las aves y los mamíferos son los dispersores de semillas más importantes, pero una amplia variedad deUna variedad de otros animales, incluidas tortugas y peces, pueden transportar semillas viables. Sin embargo, la importancia de la dispersión de semillas por los invertebrados ha recibido comparativamente poca atención. Por lo tanto, los descubrimientos de mecanismos poco comunes de dispersión de semillas por invertebrados como wetas, escarabajos y babosas, suelencuriosidad pública hacia los mutualismos animal-vegetal.
A diferencia de la mayoría de las plantas, todas las> 25,000 especies de orquídeas son heterótrofas en sus etapas tempranas de la historia de vida, obteniendo recursos de los hongos antes de la producción de hojas fotosintéticas. Las semillas de orquídeas, por lo tanto, contienen reservas de energía mínimas y son numerosas y polvorientas, que maximiza la posibilidad de un encuentro exitoso con hongos en el sustrato. A pesar del considerable interés en las formas en que se polinizan las flores de las orquídeas, se ha prestado poca atención a cómo se dispersan sus semillas, debido al dogma de que la dispersión por el viento es su predominante.Las semillas de orquídeas son muy pequeñas y extremadamente livianas, y se producen en grandes cantidades. Estas semillas no poseen endospermo, sino que generalmente tienen grandes espacios de aire internos que les permiten flotar en la columna de aire. Además, las semillas de orquídeas generalmente sonaladas o filiformes, evolucionadas para ser transportadas potencialmente por las corrientes de aire. Además, la mayoría de las semillas de orquídeas tienen capas finas de papel formadas por una sola capa de no lignicélulas muertas fied.Se ha pensado que estas frágiles cubiertas de semillas delgadas no pueden soportar los fluidos digestivos de los animales, en contraste con las gruesas cubiertas de semillas en frutos indehiscentes, que se consideran una adaptación para la endozoocoria.
Sin embargo, cabe señalar que la subfamilia Apostasioideae comúnmente tiene frutos indehiscentes con cubiertas de semillas negras duras y crustosas. Los apostasioides son la subfamilia de orquídeas que diverge más temprano y consta de solo dos géneros Apostasia y Neuwiedia , con solo ~ 20 especies distribuidas en el sureste de Asia, Japón y el norte de Australia.Todos Apostasia y la mayoría Neuwiedia Se sabe que las especies investigadas hasta la fecha poseen bayas con cubiertas de semillas duras. Los apostasioides también son bien conocidos por varios rasgos únicos, como una flor no resupinada con un perianto actinomórfico y granos de polen que no forman polinias. Estos se han consideradocaracterísticas ancestrales en las orquídeas, dado que son similares a las que se encuentran en los miembros de Hypoxidaceae que está estrechamente relacionada con Orchidaceae familia.Del mismo modo, la presencia de una fruta indehiscente con una capa de semilla gruesa, que se encuentra en la mayoría Apostasia y Neuwiedia la especie puede ser un rasgo ancestral en las orquídeas.
Aquí Suetsugu ha estudiado el Apostasia nipponica Apostasioideae sistema de dispersión de semillas en el sotobosque de los bosques templados cálidos en la isla Yakushima, prefectura de Kagoshima, Japón. En consecuencia, Suetsugu presenta la evidencia de la dispersión de semillas por grillos y camellos en A. nipponica . Se obtuvieron resultados similares en diferentes años, lo que indica que esta interacción probablemente sea estable, al menos en el sitio investigado. Probablemente constituya un mutualismo, en el que ambos socios se benefician de la asociación: los visitantes de ortópteros obtienen nutrientes de la pulpa y A. nipponica logra la dispersión de semillas de las plantas parentales. Las semillas de A. nipponica están recubiertos con tejido lignificado que probablemente protege las semillas cuando pasan a través del tracto digestivo de los grillos y los grillos de camello. Aunque ni el grillo ni el grillo de camello pueden volar, pueden transportar las semillas a largas distancias debido a su notable capacidad para saltar.La visión tradicional de que las semillas de orquídeas diminutas, polvorientas y dispersadas por el viento pueden viajar largas distancias, tanto la investigación genética como experimental ha indicado que las orquídeas tienen una capacidad de dispersión limitada; las semillas de orquídeas a menudo caen cerca de la planta materna a unos pocos metros, particularmente en especies del sotobosque. Dado que A. nipponica los frutos se producen cerca del suelo en ambientes de sotobosque oscuro donde la velocidad del viento es baja, la dispersión de semillas por los grillos es probablemente una estrategia exitosa para esta orquídea.
Las semillas de orquídeas carecen de un registro fósil definitivo debido a su tamaño extremadamente diminuto. Por lo tanto, la interacción aquí descrita proporciona algunas pistas importantes sobre los animales que pudieron haber participado en la dispersión de semillas de los antepasados de las orquídeas. Dado que el origen de los grillosy los grillos de camello preceden a la evolución de las orquídeas, se encuentran entre los candidatos para dispersores de semillas de los antepasados de las orquídeas existentes. Debido a muchas características plesiomórficas y la posición filogenética divergente más temprana, los miembros de Apostasioideae han sido ampliamente estudiados para comprender su estructura floral,taxonomía, biogeografía y genoma. Sin embargo, todavía hay una falta de información sobre la dispersión de semillas en la subfamilia. Por lo tanto, Suetsugu ha documentado la dispersión de semillas mediada por animales de miembros de Apostasioideae por primera vez. Si la dispersión de semillas por animales y particularmentepor comederos de frutas ortópteros es común en estas orquídeas que justifica una mayor investigación.Es posible que este método de dispersión sea un rasgo ancestral en Apostasioideae, dado que los frutos indehiscentes con una capa de semilla dura son comunes dentro del clado.La investigación adicional, como un análisis de reconstrucción del estado de carácter ancestral de más datos sobre los sistemas de dispersión de semillas de otros apostasioides, puede proporcionar conocimientos más profundos sobre la evolución temprana del sistema de dispersión de semillas en Orchidaceae .
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Materiales proporcionado por Universidad de Kobe . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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