Orientación no aleatoria de estructuras reproductivas en cactáceas columnares

Las cactáceas son una de las familias dominantes en los ecosistemas áridos y semiáridos de su nativa América. Aunque la radiación fotosintéticamente actica (RFA) no es un factor limitante para la sobrevivencia, crecimiento y reproducción en la mayoría de las especies vegetales de estas regiones americanas, no es el caso para la mayoría de los cactos. Además de factores ambientales como la sombra producida por arbustos y rasgos del paisaje, diversos caracteres de varias especies de cactos tales como tallos verticales con superficies fotosintéticas opacas y presencia de espinas, limitan la intercepción de RFA y, en consecuencia, la captura de CO₂. Debido a que en las cactáceas, la captura de CO₂ ocurre durante la noche, característica distintiva del metabolismo ácido de las crasuláceas (CAM) como vía fotosintética, los cactos no dependen de la tasa instantánea de captura de CO₂ sino de la captura total diaria. Por lo tanto, la captura total diaria de CO₂ puede ser un factor limitante para las cactáceas. Así, las costillas, ramas o tallos  que reciben más RFA dispondrán de mayor cantidad de recursos para la producción de yemas florales, flores y frutos. Esta es la hipótesis propuesta para explicar el patrón ecuatorial de orientación de estructuras reproductivas en cactáceas columnares y arborescentes extra-tropicales de ambos hemisferios (Tinoco-Ojanguren y Molina-Freaner, 2000). En ambos hemisferios, las costillas, ramas o tallos con orientación ecuatorial reciben más RFA durante el año. Sin embargo, este patrón ecuatorial también se ha detectado en especies inter-tropicales, en las cuales la intercepción de RFA de las costillas, ramas o tallos con orientación ecuatorial depende de la época del año. Este es el caso de Myrtillocactus geometrizans (Figura 1), especie arborescente de amplia distribución en México. Un estudio reciente en tres poblaciones de M. geometrizans, reveló que la mayor producción de frutos en ramas y costillas con orientación ecuatorial es consecuencia de la mayor intercepción de RFA y ganancia de carbono (Ponce-Bautista et al., 2017). Por lo tanto, la más alta ganancia de carbono en las costillas con orientación ecuatorial, consecuencia de la mayor intercepción de RFA, es responsable del patrón de orientación sureña de producción de frutos en esta especie intertropical. Más aún, otros estudios han explorado los efectos de la orientación sobre el éxito reproductivo y los distintos caracteres asociados con las funciones sexuales de las flores. Así, por ejemplo, Aguilar-García et al. (2018) encontraron que la cantidad, tamaño, viabilidad y longitud del tubo polínico (Figura 2) de los granos de polen fueron significativamente mayores en flores de M. geometrizans con orientaciones ecuatoriales en comparación con aquellas con orientaciones norteñas. Además de producir más frutos, las costillas ecuatoriales de M. geometrizans también presentan frutos más atractivos para las aves frugívoras y granívoras. Al respecto, hay evidencia de que los frutos sureños de M. geometrizans son más consumidos por aves granívoras que los norteños (Figura 3). Actualmente están en marcha estudios para evaluar los efectos de la orientación no aleatoria de estructuras reproductivas sobre diversos aspectos de la biología reproductiva de M. geometrizans.

Referencias

• Aguilar-García, S. A., Figueroa-Castro, D. M., Valverde, P. L. & Vite. F. (2018). Effect of flower orientation on the male and female traits of Myrtillocactus geometrizans (Cactaceae). Plant Biology, 20:531-536.
• Tinoco-Ojanguren C. & Molina-Freaner F. (2000). Flower orientation in Pachycereus pringlei. Canadian Journal of Botany, 78:1489–1494.
• Ponce-Bautista, A., Valverde, P. L., Flores, J., Zavala-Hurtado, A., Vite, F., López-Ortega, G., & Pérez- Hernández, M. A. (2017). Photosynthetically active radiation and carbon gain drives the southern orientation of Myrtillocactus geometrizans fruits. Plant Biology, 9:279–285.

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