Phoradendron, ladrones de árboles en América
Eurídice Tinoco-Domínguez, Guadalupe Amancio, Andrés Lira-Noriega
Los muérdagos americanos, que pertenecen al género Phoradendron, son recursos importantes en los ecosistemas ya que establecen interacciones cercanas con hospederos, dispersores y polinizadores.
En 1848, cuarenta años después de su primer encuentro con Phoradendron flavescens, en la región de Lewes, Delaware, EE. UU., el dedicado naturalista y botánico Thomas Nuttal diferenció a los muérdagos americanos. Entonces, las especies de Phoradendron se separaron de otras especies de plantas hemiparásitas distribuidas en Europa, Asia, África y Australia que se aglomeraban dentro del género Viscum. Aunque ambos grupos presentan una apariencia general similar, Nuttall separó las especies americanas con base en diferencias que observó en los granos de polen, los cotiledones y la forma de los frutos. Para nombrar al nuevo género, Nuttall se inspiró en el hábito hemiparásito de estos arbustos y les llamó Phoradendron, del griego Phora = ladrón y dendron = árbol, lo que significa “viviendo sobre los árboles, o ladrón de árboles”.
Actualmente, el género Phoradendron incluye a más de 230 especies, distribuidas exclusivamente en el continente americano desde Estados Unidos hasta Argentina; y podemos encontrarlas en casi todos los ecosistemas, desde la costa hasta las montañas. En esta amplia distribución, estos organismos dependen de otras plantas, insectos y aves para sobrevivir y propagarse. A su vez, las especies de Phoradendron proveen alimento y refugio a estas especies, siendo un recurso importante para las especies con las que interactúan.
Phoradendron sp. parasitando un individuo de Quercus sp., en el norte de México. Imagen: Guadalupe Amancio
Ladrón del árbol
Las especies de Phoradendron son capaces de realizar fotosíntesis; sin embargo, reciben luz solar y conservan la energía necesaria para desarrollar un tronco al crecer "a hombros de gigantes", sobre árboles, arbustos e incluso otras especies de Phoradendron, que les brindan soporte. Una vez anclada, la planta roba los fluidos de su hospedero a través de una raíz modificada llamada haustorio que penetra y mantiene contacto con las células del tejido vascular del hospedero (xilema y floema). El agua robada es transportada a sus propios tallos y hojas, y con estos nutrientes la planta puede realizar los procesos bioquímicos necesarios para mantenerse y reproducirse mediante la producción de flores y frutos. Ya que realizan la fotosíntesis, se dice que estas plantas son hemiparásitas (hemi = semi, medio). Sin embargo, debido a su naturaleza hemiparásita, pueden presentar reducciones en los genomas de sus cloroplastos, lo que resulta en la pérdida de genes relacionados con los procesos de fotosíntesis. Normalmente, las consecuencias que sufre el hospedero debido al parasitismo de estas plantas no son graves. Sin embargo, en condiciones deficientes de salud, o si el ambiente ejerce un gran estrés en las plantas, como podría ser una sequía extrema y prolongada, el crecimiento y proliferación de la planta parásita puede debilitar al hospedero e interferir en su producción de flores y semillas.
Las especies de Phoradendron parasitan alrededor de 500 especies de plantas de aproximadamente 300 géneros y más de 100 familias. Una misma especie de muérdago es capaz de conectar con los tejidos vasculares de más de una especie de árbol o arbusto. Sin embargo, el parasitismo es una relación íntima que requiere adaptaciones químicas, ecológicas y biológicas para ocurrir. Por ello, estos parásitos tienen un grupo de hospederos favoritos, que puede consistir en una sola especie, un género o una familia. Por ejemplo, P. californicum se encuentra principalmente en leguminosas (Fabaceae). Por otra parte, existen especies como P. quadrangulare, capaces de parasitar árboles de más de 50 familias.
Frutos de Phoradendron. Imagen: Guadalupe Amancio
Interacciones amigables de Phoradendron: los insectos y las aves
A pesar de sus proezas como hemiparásita, las Phoradendron son plantas y como tales se encuentran ancladas en su sitio. Como en otras plantas, las flores de Phorandendron son polinizadas por insectos y sus frutos son dispersados principalmente por aves. Los insectos que polinizan algunas especies de Phoradendron son principalmente moscas, pero también escarabajos y avispas participan en esta actividad. Estos animalitos comen polen, néctar o sus larvas se alimentan de las flores de Phoradendron. Cuando la polinización es exitosa, se producen frutos carnosos de color blanco, naranja o rojo, muy atractivos para las aves y otros animales como mamíferos y lagartijas que se alimentan de ellas. Dentro de cada fruto se encuentra una semilla inmersa en una sustancia viscosa y pegajosa llamada viscina. Se ha observado que los frutos de estas plantas constituyen una importante fuente de azúcares y proteína para las aves y esta interacción resulta en la dispersión de las semillas de un árbol a otro.
Investigadores contemporáneos de Nuttall ya se preguntaban cómo era posible la dispersión de las semillas de Phoradendron. Actualmente se sabe que existe una variedad amplia de especies de aves que fungen como dispersores de sus semillas, estableciendo relaciones muy estrechas con ellas. Por ejemplo, P. californicum es dispersado por un grupo reducido de especies de aves, entre las que destaca Phainopepla nitens en una interacción altamente especializada. Esta ave presenta adaptaciones en el sistema digestivo que favorecen al muérdago: tiene una molleja pequeña en la que la pulpa viscosa de los frutos de P. californicum facilita el desprendimiento de la cáscara que queda atrapada allí, permitiendo la liberación de la semilla intacta con su cubierta pegajosa. La semilla luego pasa al intestino y, posteriormente, al exterior. Con este proceso, el ave logra extraer los nutrientes de la cáscara y la semilla parcialmente digerida, dejándola pegajosa y permitiendo que se adhiera a alguna rama para germinar.
El ave frecuentemente anida sobre el muérdago o muy cerca de él, y los polluelos nacen durante la época de floración de P. californicum, cuando hay abundancia de insectos de los cuales se alimentan, o bien durante el resto del año de los frutos. Se ha registrado que una sola ave puede ingerir ¡hasta 1100 en un día! Además, los frutos les ayudan a mantenerse hidratados sin la necesidad de beber agua. Si por alguna razón hay una baja producción de frutos en el año, las aves no tendrán crías en esa zona la siguiente primavera. Esto muestra una vez más la estrecha relación entre muérdago y ave, así como la importancia de los insectos en su rol fundamental para mantener a flote la polinización y fructificación.
Aunque los muérdagos son principalmente parásitos de los árboles y arbustos en los que se establecen, al mismo tiempo sirven de refugio y alimento a insectos, aves y otros organismos. Es por ello que los muérdagos pueden ser un sistema fascinante para estudiar y entender las interacciones entre parásitos, hospederos y dispersores. Estos organismos y sus interacciones nos ayudan a apreciar de una forma diferente el hemiparasitismo.
Phainopepla nitens. Ave dispersora de varias especies de muérdagos americanos. Imagen: Enya Astrid Córdoba Cuevas
Agradecimiento
Este trabajo contó con apoyo del proyecto "El papel del nicho ecológico y los refugios pleistocénicos en el mantenimiento de la diversidad genética de una planta hemiparásita del desierto sonorense", financiado por el programa de Ciencia Básica del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT; CB 2016-288690-B).
Referencias
- Cornell Labs. All about birds. Phainopepla. In: https://www.allaboutbirds.org/guide/Phainopepla/overview
- Graustein, J. E. (1967). Thomas Nuttall, naturalist: explorations in America, 1808-1841. Harvard University Press.
- Kuijt, J. (2003). Monograph of Phoradendron (Viscaceae). Systematic Botany Monographs 66:1–643.
- Meehan, T. (1881). Notes on Mistletoes. Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia, 439-442.
- Walsberg, G. E. (1975). Digestive adaptations of Phainopepla nitens associated with the eating of mistletoe berries. The Condor, 77(2), 169-174.
- Wiesenborn, W. D. (2016). Conspecific pollen loads on insects visiting female flowers on parasitic Phoradendron californicum (Viscaceae). Western North American Naturalist, 76(1), 113-121.
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