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jueves, 12 de diciembre de 2024

Abeja verde metálica, polinizadora exclusiva de las orquídeas terrestres vallunas

 En dos zonas boscosas de Palmira (Valle del Cauca) se hallaron orquídeas terrestres “espigas de bosque”, del género Cyclopogon elatus y C. lindleyanus, y se identificó a su principal polinizador: la abeja verde metálica, lo mismo que las avispas parasitoides que afectan sus frutos, un descubrimiento esencial para asegurar la supervivencia de estas plantas y mantener el equilibrio ecológico y la biodiversidad en esta región del país.

A diferencia de las orquídeas epífitas, que crecen en los árboles, las terrestres crecen directamente en el suelo y establecen relaciones esenciales con microorganismos como los hongos micorrízicos, que viven entre las raíces de las plantas y facilitan la germinación de sus diminutas semillas. Las hojas de C. elatus son alargadas y estrechas, de un verde vibrante, mientras que C. lindleyanus presenta patrones rayados con manchas blancas y pequeñas flores, y su presencia en ciertos lugares sirve para indicar la calidad del suelo y reflejar la salud de los ecosistemas.

Las orquídeas terrestres crecen en el bosque seco tropical en condiciones extremas, caracterizadas por cortas temporadas de lluvia y prolongadas sequías, con temperaturas que entre 25 y 30 °C. Para su reproducción sexual dependen de un polinizador principal, la abeja verde metálica (Pseudaugochlora graminea), un hermoso y ágil insecto brillante que al posarse sobre las flores para recoger el néctar transfiere polen entre las plantas.

La belleza de estas orquídeas cautiva no solo a la exótica abeja, sino también a su principal amenaza: las avispas parasitoides de los géneros Aprostocetus y Phylloxeroxenus, las cuales depositan un solo huevo por fruto, cuya larva consume todas las semillas en desarrollo y amenaza la regeneración y supervivencia de estas delicadas plantas.

Esta relación entre orquídeas, abejas y avispas fue analizada por el ingeniero agrónomo Diego Andrés Rodríguez Leyton, estudiante de la Maestría en Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, trabajo acompañado por el profesor Joel Tupac Otero Ospina, del Grupo de Investigación en Orquídeas, Ecología y Sistemática Vegetal.

Para ello establecieron parcelas de 25 m2 en Bosques de Belén (Palmira), en donde identificaron 294 individuos terrestres en condiciones completamente naturales, y además en un cacaotal del campus.

Orquídeas y abejas, una relación muy fuerte

Para el estudio se etiquetó cada planta y se hicieron observaciones durante varios censos realizados en diferentes épocas del año, en los cuales se registraron datos como: número de individuos; especie; estado reproductivo; número de hojas y de flores abiertas y en formación; altura; dimensiones de las hojas; frutos abiertos, cerrados y parasitados; presencia de herbívoros;

y estado funcional general e interacción con insectos, como las visitas florales de las abejas y los daños ocasionados por las avispas parasitoides.

Dicho análisis permitió identificar las dinámicas poblacionales y los factores que influyen en el éxito reproductivo de las orquídeas terrestres, ya reportadas en el Valle del Cauca.

Uno de los hallazgos más destacados es la fuerte relación existente entre la reproducción de las orquídeas terrestres y las visitas de las abejas metalizadas. “Cuantas más flores se presentan en una inflorescencia (racimo floral), mayor es la atracción para los polinizadores. Sin embargo, también aumenta la probabilidad de parasitismo por las avispas, que encuentran en los frutos un hábitat ideal para sus crías”, informa el ingeniero agrónomo Rodríguez.

El descubrimiento del polinizador es relevante porque permite predecir cómo se pueden desarrollar y expandir estas poblaciones de orquídeas, siempre y cuando la abeja polinizadora esté presente en el ambiente. “Las plantas más altas y con más flores tienden a ser más visitadas por los polinizadores, lo que aumenta la producción de sus frutos”, destaca.

Curiosamente el parasitismo de la avispa no es del todo negativo. Según el investigador, “las avispas cumplen un rol en el equilibrio poblacional, al limitar el crecimiento excesivo de las orquídeas y mantener una dinámica estable en el ecosistema”.

Los investigadores proponen estrategias de conservación que incluyan la protección de hábitats, la restauración de zonas degradadas y la promoción de estudios adicionales sobre el impacto del parasitismo en las orquídeas terrestres.


 












martes, 10 de septiembre de 2024

Hongos de orquídeas servirían para controlar enfermedades en cultivos agrícolas

Aunque en Colombia se han descrito más 4.270 especies de orquídeas, solo en 15 de ellas se han estudiado sus hongos micorrícicos (que les permiten germinar), lo cual limita el conocimiento sobre los múltiples beneficios que estos le aportarían a la humanidad en aplicaciones como la propagación de orquídeas comerciales, la protección de cultivos agrícolas e incluso su posible uso en la industria farmacéutica.

Las micorrizas son hongos que han existido por más de 400 millones de años desempeñando un rol esencial en la colonización de las plantas sobre la Tierra; de hecho, más del 80 % de ellas las necesitan en sus raíces para crecer y prosperar. Se trata de una relación simbiótica que implica un intercambio mutuamente beneficioso: los hongos micorrícicos ayudan a las raíces a obtener nutrientes esenciales del suelo –como fósforo y nitrógeno–, y estas a su vez les proporcionan los productos de la fotosíntesis, especialmente azúcares, necesarios para su subsistencia.

Las micorrizas se clasifican en varios tipos, siendo las más comunes las arbusculares, que se encuentran en la mayoría de las plantas, y las ectomicorrizas, que son las más estudiadas e interactúan principalmente con árboles y algunos arbustos. Sin embargo, dentro de esta diversidad destaca un grupo especializado que ha llamado la atención de los científicos por sus posibles aplicaciones biotecnológicas: las micorrizas de orquídeas.

Así lo expuso el profesor Joel Tupac Otero Ospina, líder del Grupo de Investigación en Orquídeas, Ecología y Sistemática Vegetal, durante el Seminario Biotecnología y Biodiversidad “Clave para un futuro sostenible y resiliente”, desarrollado en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira como parte de la agenda previa a la COP16.

“Para sobrevivir, las orquídeas dependen de sus hongos simbióticos desde las primeras etapas de su vida. A diferencia de muchas otras plantas, sus semillas son diminutas y carecen de endospermo, un tejido nutritivo que alimenta el embrión durante la germinación; esto significa que sin las micorrizas las orquídeas no pueden germinar, por lo que dependen completamente de esta interacción para crecer”, explica el investigador.

Micorrizas para la protección de cultivos

Uno de los campos más prometedores de estos hongos es su aplicación biotecnológica, ya que, al contar con el potencial de mejorar la germinación de semillas de orquídeas silvestres y comerciales, puede contribuir en la conservación de las especies en peligro de extinción y en el cultivo de orquídeas ornamentales o con valor económico, como la vainilla (Vanilla planifolia).


En Colombia, pese a que la investigación ha avanzado considerablemente gracias a los estudios pioneros de los profesores Marina Sánchez de Prager y Eider Daniel Gómez López de la UNAL Sede Palmira, quienes documentaron por primera vez micorrizas de orquídeas en el país, aún queda mucho por descubrir. Además, desde el Grupo de Investigación estudiantes de pregrado, maestría y doctorado han desarrollado diversas investigaciones.

Uno de los estudios más destacados fue la confirmación de que estos hongos micorrícicos pueden desempeñar un importante papel en la protección de cultivos, según concluyó la investigadora Ana Teresa Mosquera en su tesis doctoral, al evaluar la capacidad de ciertas especies de micorrizas para inducir resistencia en cultivos de arroz frente a patógenos como Rhizoctonia solani, un hongo que causa daños graves en diversas plantaciones.

Los resultados demostraron que las micorrizas de orquídeas no actúan como patógenas en los cultivos de arroz, sino que, por el contrario, pueden reducir la severidad de las infecciones fúngicas, lo que abre la puerta a nuevas estrategias de manejo de enfermedades agrícolas mediante su uso.

“Lo preocupante es que, de las 4.270 especies de orquídeas descritas hasta 2015 en Colombia solo de 15 se han caracterizado sus hongos micorrícicos, lo que destaca la necesidad de continuar investigando para comprender mejor esta relación simbiótica y conocer su potencial biotecnológico”, señaló el investigador Otero.

Recientemente, y por primera vez en el país, estudiantes del Semillero de Investigación en Orquídeas y Ecología descubrieron e identificaron en Palmira (Valle del Cauca) la especie Microchilus riopalenquensis, una orquídea terrestre nativa de Ecuador, Colombia y Perú que crece en guaduales y zonas boscosas, un hallazgo que aporta a la formación científica y al conocimiento de la riqueza botánica del país.

Entre las orquídeas estudiadas por el Grupo de Investigación en diferentes regiones del país –Buenaventura, Palmira, Medellín y Dagua, entre otras– se encuentran especies como Vanilla rivasii, Ionopsis utricularioides y Epidendrum melinanthum, lo que demuestra la importancia de las micorrizas para que estas plantas puedan sobrevivir en diversos y hábitats, incluso con condiciones extremas.

El profesor Otero destaca que “las micorrizas también son valiosas para estudiar la historia natural y la evolución de las orquídeas: entender cómo han evolucionado estas relaciones simbióticas a lo largo de millones de años puede ofrecer perspectivas sobre la adaptación y diversificación de estas plantas”.

Entre los principales retos de la investigación están: identificar nuevos hongos micorrícicos para diferentes especies de orquídeas, crear bancos de micorrizas para aplicaciones comerciales y optimizar los métodos de propagación. La aplicación de técnicas avanzadas como la microscopía electrónica y la secuenciación del ADN permitirá una caracterización más precisa y detallada de las micorrizas.









 

martes, 13 de septiembre de 2022

Uso de glifosato en cultivos de caña afecta población de orquídeas en Palmira

 Un tudio adelantado en zonas aledañas a los cultivos de caña de azúcar en Palmira evidenció que el glifosato afecta de manera negativa las flores de Epidendrum melinanthum, orquídea originaria del Valle del Cauca que ha registrado una disminución significativa en las últimas décadas.

Con un promedio de 200 hectáreas cultivadas de caña de azúcar, el Valle del Cauca es el principal sector azucarero de Colombia. En su proceso de maduración, la caña es tratada con glifosato, un herbicida que aunque aumenta el rendimiento de la sacarosa hasta cinco veces más en el tallo, su uso en grandes extensiones tiene un efecto dañino sobre otras áreas agrícolas y especies nativas aledañas a los cultivos.

Este es el caso de la orquídea terrestre E. melinanthum, originaria del departamento, que crece en los árboles y ha registrado una disminución significativa en las últimas décadas.

Es de anotar que en los árboles adyacentes al monocultivo de caña de azúcar, dentro de un rango de 100 m, ya no se observan las orquídeas en estas zonas, como era tradicional.

Precisamente, tras observar la desaparición de esta especie ornamental en la región, investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira se dieron a la tarea de estudiar si el glifosato afecta a la orquídea terrestre y a los hongos endófitos de raíz.

La investigación se adelantó en el invernadero de la Sede durante seis meses, en los cuales se evaluó el impacto con tres dosis de RoundUp –el herbicida más vendido en el mundo–, que fueron determinadas a partir de las utilizadas para la maduración en caña de azúcar, equivalentes a 1,5 litros del herbicida por hectárea, un poco más de la cantidad usada para erradicar una hectárea de coca en Colombia, que corresponde a 1,4 litros de glifosato, 13 litros de agua y 0,25 litros de Cosmo-flux, un adherente que potencia el efecto del glifosato.

Efectos indirectos, pero relevantes

El estudio adelantado por el profesor Joel Tupac Otero y la estudiante Érika Perea-Morera, del Grupo de Investigación en Orquídeas, Ecología y Sistemática Vegetal del Departamento de Ciencias Básicas de la UNAL Sede Palmira, arrojó que el glifosato afecta negativamente las flores de las orquídeas y sus hongos de raíz, y expusieron los aspectos que sugieren el potencial negativo del herbicida a través de la evidencia de coloración en tallos y hojas, así como la caída de estas.

Según los investigadores, “los efectos negativos sobre las poblaciones de orquídeas se refieren a la deforestación o la sobreexplotación, pero hay otros efectos indirectos –más sutiles– que podrían estar causando la reducción en tamaño poblacional, como el uso de herbicidas en grandes extensiones de producción de caña de azúcar; por lo tanto, es imperativo diseñar políticas de conservación para evitar la extinción de estas especies”.

Desde 1920 se ha estudiado el uso de madurantes en la caña de azúcar, siendo “el glifosato el que presenta efectos más consistentes y de mayor efectividad para el cultivo de caña”, según señala la investigación. Además, otros estudios han demostrado que el herbicida inhibe la germinación de semillas de la orquídea terrestre de la zona templada.

Glifosato en cultivos lícitos

El glifosato es el ingrediente activo de más de 750 herbicidas, ya que mata de manera efectiva e indiscriminada todo tipo de plantas, al bloquear una enzima esencial para su crecimiento.

Tanto en el cultivo de caña de azúcar como en la erradicación de cultivos de coca, este herbicida se aplica mediante aspersión en avionetas o drones, y cuando las hectáreas de cultivos no son extensas, se contratan fumigadores.

El herbicida es altamente riesgoso para la salud humana, ya que aumenta las probabilidades de presentar cáncer, abortos espontáneos, enfermedades respiratorias y dermatológicas; tanto es así, que en 2015 la Organización Mundial para la Salud (OMS) lo clasificó como una “sustancia probablemente cancerígena para los humanos”.

Además, afecta de forma agresiva a ecosistemas y degrada las fuentes hídricas. Causa enfermedades y muerte en animales, especialmente de abejas y otros polinizadores esenciales para la nutrición. Diversos estudios han demostrado que aplicar glifosato por medios aéreos pone en riesgo la seguridad alimentaria de las comunidades.

El reto de prohibir el uso lícito de glifosato

En el mundo, 39 países han establecido restricciones al glifosato o han declarado la intención de prohibir su uso. Según la ONG Elementa, en 2019 Francia prohibió la venta, distribución y el uso de RoundUp, y ese mismo año Vietnam prohibió la importación de cualquier producto con glifosato, mientras en Alemania se prevé su prohibición para finales de 2023.

En Colombia, mediante la Sentencia T-236 de 2017, la Corte Constitucional suspendió la aspersión de glifosato hasta que el Gobierno garantizara la protección del ambiente y la salud de la comunidad. Sin embargo, cuatro años después de proferida la Sentencia, el gobierno de Iván Duque decidió reanudarla mediante el Decreto 380 de 2021. Ahora el gobierno entrante anunció su prohibición en cultivos de uso ilícito.