Concepto de Polinización de Flores y Otras Plantas

Introducción

Se consideran «mutualismos» cuando ambas especies obtienen beneficios de la interacción, sin embargo, existen muchos casos en los que estas relaciones son totalmente asimbióticas. En estas, los mutualistas viven vidas físicamente separadas pero son interdependientes entre sí para determinada función esencial, evolucionan de la depredación o alguna forma de explotación.

En las relaciones planta-polinizador, las aves e insectos se aproximan a las plantas para alimentarse de polen. En el transcurso de esta explotación, los animales transportan el polen a otras plantas de la misma especie. Se plantea que hace miles de años, cuando esta interacción comenzaba, alcanzó un punto de incremento en la eficiencia de las platas y como proceso evolutivo estas incluyeron una selección a favor del desarrollo de mecanismos para mantener la relación, como la producción de néctar rico en azúcar.

Al hablar de mutualismos asimbióticos en general, se tendría una red muy ramificada e interrelacionada, pues estos no se limitan a dos especies ya que los participantes se involucran con muchas plantas, dispersores de semillas e incluso con otros polinizadores.

La importancia de este fenómeno es que, para efectuarse y para poder validar su impacto, debe ocurrir a nivel poblacional, pues las especies mutualistas influyen en la eficiencia o la tasa de crecimiento poblacional de la otra de forma indirecta, por medio de una tercera especie o la alteración del ambiente local (modificación del hábitat).

Los efectos de la disminución en la abundancia de polinizadores se plantean catastróficos, sin embargo, los estudios realizados al respecto son muy pocos. Entre ellos, se trata el caso de las plantas perennes, en las que se observaría un decremento en la producción de semillas, la ventaja de ello es que probablemente pasaran bastantes años antes de que los efectos sean observados. En la actualidad, simplemente no hay suficientes datos disponibles para sacar conclusiones a gran escala sobre si los cambios en la abundancia de polinizadores están teniendo un impacto generalizado en las comunidades naturales de plantas.

“Con más de 200 000 especies de plantas floríferas que dependen de la polinización a cargo de más de 100 000 otras especies, la polinización es esencial para el mantenimiento general de la diversidad biológica. Aproximadamente el 80 % de todas las especies de plantas que florecen están especializadas para ser polinizadas por animales, principalmente insectos” (FAO, 2010)

Polinización como concepto

La polinización es el proceso mediante el cual el polen viaja desde las anteras o parte masculina de una flor hasta alcanzar el estigma, que es la parte femenina de esa misma u otra flor, en principio de la misma especie.

Para que este proceso ocurra se tienen tres agentes fundamentales, que son los encargados de transportar el polen de unas flores a otras esencialmente.

El primero de ellos es el VIENTO, pues un gran número de especies vegetales están adaptadas precisamente para llevar a cabo la polinización por este medio. Este conjunto adquiere el nombre de “plantas anemófilas”, y dentro de este se pueden encontrar las ortigas, alisos, robles, abedules, hayas, en general la mayoría de las coníferas o las gramíneas.

Los granos de polen de las coníferas poseen un par de sacos de aire, que se asocian evolutivamente con la aerodinámica y la hidrodinámica, porque le permiten al polen ser transportado con éxito por el aire o por el agua.

La característica que permite ese tipo de dispersión es que los tallos que portan sus inflorescencias son normalmente largos y delgados, gracias a esto, se pueden mover de forma muy efectiva con corrientes de aire de intensidad baja. En otros casos, las plantas muestran otras adaptaciones enfocadas a este tipo de polinización, como la presencia de estigmas plumosos que les permiten atrapar el polen transportado por el viento, o unos filamentos estaminales largos, en forma de hilos, con las anteras expuestas al viento, colgando libremente en sus extremos.

Como segundo vector, toma partido la dispersión por AGUA que a pesar de ser menos frecuente, está bien desarrollada en plantas de agua dulce como las “lentejas de agua”, así como en las especies de aguas salobres, cuyos granos de polen son liberados en conjunto o masa para ser transportados por las corrientes y mareas a través de los campos del propio cultivo inundado, alcanzando los estigmas femeninos que sobresalen a lo largo de su ruta.

El tercer mecanismo es el de mayor importancia académica y biológica, pues gira entorno a los animales y adquiere el nombre de “polinización biótica”.

Los animales, sobre todo los insectos, juegan un papel vital en la reproducción de las plantas al facilitar la polinización de muchas especies vegetales, pues esta superclase es el grupo más numeroso que existe, además sus características les permiten permanecer en múltiples hábitats.

Si bien, aunque son los más importantes, también existen algunos reptiles, aves, e incluso mamíferos (como los murciélagos o los lemures) que pueden también desempeñar esta importante labor.

Proceso de polinización

Para las especies de plantas con flores, resulta fundamental que los animales polinizadores acarren el polen de las anteras a los estigmas de sus flores, pues sin este proceso, se limitaría la producción de semillas, en realidad, no sería posible.

Además de lo anterior, el impacto sería en cadena, pues existen muchas especies vinculadas entre sí y muchos procesos del ecosistema desaparecerían.

Aunque la mayoría de las plantas pueden emplear diferentes formas de reproducción asexual y generar así descendencia con su mismo material genético, el intercambio de este que se produce durante la reproducción sexual con la polinización cruzada entre individuos diferentes, resulta vital para el buen desempeño de las poblaciones a corto plazo y para la evolución de las especies del ecosistema a largo plazo.

En la vegetación actual, las angiospermas, es decir, las plantas con flores y cuyas semillas se encuentran protegidas en el interior de un fruto, son el grupo dominante de plantas vasculares superiores; además de ser las especies vegetales que dependen mayormente de la polinización animal respecto a otras, son de las más diversas que existen, y se considera que esa diversidad es resultado de este tipo de interacciones entre plantas e insectos.

Animales involucrados

La diversidad de los polinizadores y los sistemas de polinización es muy amplia. La mayor parte de las aproximadamente 20 000 especies de abejas (Hymenoptera: Apidae) son polinizadores eficaces, y junto con las polillas, moscas, avispas, escarabajos y mariposas, constituyen la mayor parte de las especies polinizadoras.

Entre los polinizadores vertebrados se incluyen los murciélagos, los mamíferos que no vuelan (varias especies de monos, roedores, lémures, ardillas, olingos y kinkajús) y las aves (colibríes, pájaros sol, y algunas especies de loros).

Los conocimientos actuales acerca del proceso de polinización muestran que, si bien existen relaciones especializadas interesantes entre las plantas y sus polinizadores, los servicios de polinización saludables se aseguran mejor con la abundancia y diversidad de polinizadores.

Insectos polinizadores

La biodiversidad de polinizadores no sólo depende de la abundancia de flores de un cultivo o región, sino también de la disponibilidad de recursos alimenticios alternativos y de nidificación para poder establecerse.

Himenópteros

Este grupo está conformado por 200.000 especies aproximadamente, los himenópteros se encuentran distribuidos por casi todo el planeta, exceptuando latitudes y altitudes elevadas.

Dentro de este orden se encuentran abejas, abejorros, hormigas y avispas, quienes suelen ser de los visitantes más frecuentes de las flores, por lo que al considerar ese aspecto, las adjetiva con ser de los polinizadores más importantes que existen.

Para caracterizar a los insectos y su dinámica con las flores, es fundamental mencionar al “síndrome floral” , que es el conjunto de caracteres de las flores destinados a atraer a un tipo particular de polinizador.

En el caso de los himenópteros, sus preferencias son las flores de colores amarillos, violetas o azules, con olores suaves, grandes cantidades de polen y/o néctar.

Dípteros

Son los segundos visitantes más frecuentes de las flores, suelen superar en número a las abejas cuando las temperaturas son bajas, es decir, en latitudes elevadas.

Aunque constituyen un grupo diverso con cerca de 150.000 especies, los de mayr importancia o más frecuentes se concentran en tres familias: Syrphidae, Bombyliidae y Tachinidae.

De estos tres grupos, los sírfidos son los visitantes de flores más importantes; de las aproximadamente 6.000 especies que se conocen, en la mayoría los adultos consumen néctar y, en algunos casos, polen. Los dípteros son grandes oportunistas que ocupan la mayoría de hábitats terrestres (muchos son parásitos), pudiendo encontrarse sus larvas en cualquier medio.

Síndrome floral: flores pequeñas, de color manchado púrpura y verdoso, con néctar libre, e inodoras o con un olor cadavérico y putrefacto (flores que han desarrollado olores para atraer moscas de la carroña y el estiércol, como ocurre en algunas especies de Aráceas, Asclepiadáceas y Orquidáceas).

Hay hasta 100 especies de plantas cultivadas que dependen de la polinización por dípteros; este parace ser, por ejemplo, el caso del cacao (Theobroma cacao).

Lepidópteros

Mariposas y polillas (orden Lepidoptera) son otro grupo diverso con cerca de 300.000 especies, de las cuales podemos encontrar unas 4.000 en la Península Ibérica. Muchas especies son nectarívoras, pero salvo unas pocas excepciones, no consumen polen. Algunas especies ni siquiera se alimentan en las flores, sino que consumen el jugo de algunos frutos, o simplemente no se alimentan cuando son adultos. Los táxones nectarívoros y, por tanto, importantes desde el punto de vista de la polinización se concentran en las familias de polillas Sphingidae, Noctuidae y Geometridae, y en las familias de mariposas Hesperiidae y Papilionidae. Todas las familias nectarívoras están representadas por todo el mundo, pero alcanzan su máxima diversidad en los trópico

las flores grandes, con formas tubulares alargadas. Las mariposas diurnas son atraídas por flores erectas, de colores rojizos, rosados, malvas, que se abren durante el día y cuyos nectarios presentan marcas visuales; las polillas nocturnas, por su parte, además de encargarse de la polinización de aquellas flores que se abren desde el atardecer hasta por la mañana temprano, prefieren flores horizontales, de colores blanquecinos y con marcas olorosas.

Coleópteros

están considerados como un grupo muy antiguo de visitantes florales, su registro fósil se remonta a unos 100 millones de años antes de la aparición de las primeras plantas con flores.

Los escarabajos, como las moscas, son a menudo más bien generalistas en sus visitas a las flores y, al igual que las hormigas, tienden a polinizar por casualidad cuando visitan las flores para alimentarse (algunos escarabajos son en ocasiones destructivos para las flores que visitan).

Otros polinizdores

caracoles como polinizadores de Aspidistra sp., plantas del este asiático emparentadas con el lirio de los valles (Convallaria majalis) presente en las zonas templadas del hemisferio norte

Entre los vertebrados, encontramos polinizadores principalmente en determinadas familias de pájaros y murciélagos, aunque otros pequeños mamíferos o marsupiales y algunos reptiles pueden también desempeñar esta función.

Colibríes, Nectariniidae (suimangas, nectarinas o pájaros sol’), Psittacidae (loritos) y Meliphagidae (comedores de miel), reptiles como lagartija balear (Podarcis lilfordi), especie endémica de Mallorca y Menorca. Al introducirse en las flores, el polen de las plantas queda adherido en el cuerpo de las lagartijas, siendo transportado de unas flores a otras. Con los datos disponibles actualmente, se ha podido confirmar que las lagartijas polinizan las flores de Crithmum maritimum y Euphorbia dendroides

Murciélagos son animales muy desarrollados. Megachiroptera, se alimenta casi exclusivamente de néctar y polen. Estos murciélagos tienen el sentido del olfato muy desarrollado, pero su sistema de sónar está algo menos desarrollado que en los murciélagos insectívoros. Las flores visitadas por murciélagos florecen de noche, y a menudo son exclusivamente visitadas por estos animales

• Polinizador universal

La abeja melífera domesticada, Apis mellifera (y sus diversos parientes asiáticos) se han utilizado para proporcionar sistemas de polinización en régimen de gestión, pero para muchos cultivos, las abejas no son eficaces o no llegan a ser polinizadores óptimos. Las poblaciones de abejas en régimen de gestión se enfrentan también con crecientes amenazas de plagas y enfermedades, y con la reticencia de las generaciones más jóvenes a aprender el arte de la apicultura. Se ha demostrado que la abeja melífera, que ha sido bien estudiada en comparación con otras especies de abejas, es capaz de incrementar la producción de los cultivos polinizados por animales hasta un 96 %. La abeja doméstica también poliniza muchas plantas silvestres.

El uso raccional de colonias de abejas melíferas para la polinización de cultivos constituye una rama de la actividad apícola por sí misma, con unas reglas que es importante conocer, por el bien tanto de los apicultores como de sus socios agricultores [8]. Las colmenas manejadas para la polinización de cultivos, normalmente son forzadas a trabajar en condiciones estresantes para la especie, teniendo que soportar procesos de carga y descarga, transportes más o menos largos, una fuerte limitación espacio-temporal del alimento (ya que en muchas ocasiones los únicos recursos florales a disposición de las abejas son los proporcionados por el cultivo en cuestión), un exceso de tratamientos sanitarios con finalidad preventiva (con los inconvenientes que esto supone, principalmente debidos al desarrollo de resistencias), etc. Las reinas, que de forma natural duran 3-4 años en buenas condiciones, en estos casos se renuevan prácticamente cada año. Se trata de una apicultura intensiva al servicio de la alimentación humana.

no todas las especies vegetales cultivadas por el ser humano dependen de los polinizadores para su producción. No obstante, muchas de las plantas cultivadas muestran un aumento en la producción de semillas y frutos en presencia de los polinizadores adecuados. Árboles frutales (almendros, melocotoneros, cerezos, ciruelos, manzanos, perales, etc.), leguminosas forrajeras (como la alfalfa o el trébol), cucurbitáceas (melones, pepinos, calabazas, calabacines, etc.), plantas para la extracción de aceite (como la colza o el girasol) o fibras textiles (como el lino y el algodón), son sólo algunos ejemplos de plantas que podrían resentirse por la falta de agentes polinizadores

la abeja doméstica no parece capaz de maximizar la producción agrícola ni de reemplazar el servicio ecosistémicode los polinizadores silvestres, que son más eficientes. En cualquier caso, insectos silvestres y abejas melíferas contribuyen de forma aditiva a la polinización de los cultivos y son, por tanto, necesarios para optimizar el servicio global de polinización agrícola

• Hábitos

Los productos alimenticios para los que los polinizadores entrañan una cierta importancia son en gran parte las frutas y hortalizas que proporcionan nutrientes y

La función de polinización depende, en gran medida, de los polinizadores silvestres, a través de los efectos de biodiversidad que se expresan mediante procesos de dominancia de unas pocas especies o de diversidad funcional basada en fuertes diferencias en la eficacia como polinizadores.

• Beneficios de la polinización
•  Aumenta el tamaño, la uniformidad, la cantidad y la calidad (textura y sabor) de los frutos • Contribuye al 35% de la producción agrícola del mundo1 • Aumenta la vida útil de los frutos • Incrementa la capacidad germinativa de las semillas • Contribuye a la cuaja de los frutos • Reduce la caída del fruto durante el crecimiento

En los ecosistemas agrícolas, los polinizadores son vitales para la producción hortícola y forrajera, así como para la producción de semillas destinadas al cultivo de raíces y fibras. además de muchos medicamentos derivados de las plantas en las farmacias del mundo3.

La polinización puede ayudar también a contrarrestar, mediante la cría selectiva y las prácticas de reproducción aplicadas por los seres humanos, la tendencia de los cultivos a perder su diversidad genética a lo largo del tiempo

La gestión deliberada de la polinización contribuye a mejorar los rendimientos del aceite para la producción de biocombustibles a partir de fuentes nuevas o alternativas (por ejemplo aceite de ricino, y crotón en Brasil.

¿Qué pasaría si no se poliniza?

La sabiduría convencional ha sostenido que los cultivos como el tomate y el café son autopolinizadores, por lo que los productores no necesitan preocuparse de los insectos visitantes. Pero cuando se cultivan en condiciones de creciente industrialización, como el tomate cultivado en invernadero, o el café de producción intensiva cultivado al sol, la contribución que la polinización animal puede hacer al rendimiento – o al contrario, las pérdidas cuando los polinizadores nativos no pueden llegar a los cultivos – -se hacen más evidentes.

A medida que se ha venido ampliando la superficie de cultivo y aumentando el uso de productos químicos agrícolas, han aumentado también las pruebas de una posible grave disminución de las poblaciones de polinizadores en el ámbito del desarrollo agrícola

Es probable que la disminución de los polinizadores afecte a la producción y los costos de los cultivos ricos en vitaminas como las frutas y hortalizas, lo cual determinará cada vez más desequilibrios alimentarios y problemas de salud. En consecuencia, el mantenimiento e incremento de las cosechas de cultivos hortícolas en el marco del desarrollo agrícola reviste una importancia decisiva para la salud, la nutrición, la seguridad alimentaria y el aumento de los ingresos agrícolas de los campesinos pobres.

Amenazas

La consecuencia de muchas de nuestras actividades suele ser la pérdida de hábitats o la fragmentación de los mismos, lo que afecta de forma desigual a los distintos taxones de polinizadores. En muchos casos esto conlleva efectos negativos sobre sus poblaciones (se reducen sus zonas de nidificación, se eliminan sus fuentes de alimento, etc.), aunque también hay determinadas especies que pueden verse beneficiadas por nuestra proximidad.

Se sabe que el uso excesivo o la aplicación inapropiada de plaguicidas y otros productos agroquímicos produce efectos perjudiciales en una gama de polinizadores26.

El cambio climático puede constituir una de las amenazas más graves para la biodiversidad de los polinizadores27. Se prevén sustanciales cambios de distribución para determinados grupos, como las mariposas28.

Se reconoce a nivel mundial que las especies invasivas producen importantes efectos perjudiciales en una amplia gama de taxones. Dos de las principales causas de la disminución mundial de abejas son los ácaros parásitos (Varroa jacobsoni y Acarapsis woodi) y la ampliación de la gama de abejas africanizadas en los Estados Unidos de América29.

La introducción de polinizadores ‘domésticos’ para la polinización de cultivos y producción de miel puede afectar a los polinizadores nativos, bien a través de la competencia por los recursos o mediante interacción directa.

Para ayudar

El mejoramiento de los suelos mediante la producción de cultivos de cobertura, el aumento de la abundancia de diversos grupos funcionales del suelo; la gestión del hábitat de los enemigos naturales para la lucha contra las plagas; la interrupción de los ciclos de plagas perjudiciales mediante el aumento de la diversidad de los cultivos, o el control de la erosión mediante la cultivación según las curvas de nivel y la plantación de setos. No obstante, la base de conocimientos para promover estas prácticas favorables a los polinizadores en los sistemas agrícolas es muy escasa, y hay una necesidad apremiante de establecer redes de conocimientos que puedan promover el intercambio de información entre los países y sobre los diversos cultivos.

• La hipótesis de complementariedad funcionalasume que la polinización se incrementa cuando se incorporan a la comunidad polinizadores de acción complementaria, de forma que los efectos funcionales de las distintas especies son aditivos o incluso sinérgicos (Winfree 2013). La complementariedad surge de la segregación de nicho ecológico entre polinizadores, de forma que pueden explotar el recurso trófico ofrecido por las plantas evitando la competencia interespecífica (Blüthgen y Klein 2011). Factores de complementariedad son, por ejemplo, la utilización preferente de distintos recursos dentro de la flor (polen vs. néctar), el uso de flores a distintas alturas dentro de la planta, y la segregación temporal en distintas horas del día, épocas del año dentro del cultivo, o incluso dependiendo de las condiciones meteorológicas (días frescos y lluviosos vs. cálidos y secos).
• Los efectos de selección(o efectos de muestreo/dominancia) se basan en que la probabilidad de incorporar especies dominantes (i.e. aquellas con un aporte funcional comparativamente mayor al resto, bien por mayor efectividad individual o bien por dominancia numérica) es siempre más alta en las comunidades más ricas que en las empobrecidas
• Las interacciones interespecíficas explican el vínculo BFE cuando conducen a cambios en el comportamiento de algunas especies que repercuten en un aumento de la función agregada de polinización. Así, ciertos polinizadores aumentan su eficiencia al cambiar su comportamiento trófico para evitar las interacciones negativas esperables al coincidir con otras especies.
• La biodiversidad de polinizadores también impacta en su estabilidad a lo largo del tiempo y en el espacio, a través de mecanismos adicionales también relacionados con el nicho ecológico de los distintos insectos
• Establecimiento de franjas de vegetación nativa que ofrezcan recursos alimenticios y de nidificación para los polinizadores nativos (o abejas melíferas), ubicadas entre franjas del cultivo o en los bordes del mismo. Adicionalmente, se sugiere el uso de cercas vivas que como en el caso de arbóreas como el matarratón ( Bocconia frutescens- Fabaceae ) ofrecen alimento y recursos para la nidificación de abejas durante todo el año. –
• Limitar el uso de insecticidas en los cultivos (en particular los neo-nicotenoides de amplio uso en la actualidad, también los organofosforados y carbamantos) ya que estos afectan directa (envenenamiento) o indirectamente (contaminación de recursos alimentarios: polen y néctar) a los polinizadores nativos, principalmente abejas, pues numerosos estudios recientes han demostrado una alta correlación entre el síndrome del colapso de colonias, con el uso de neonicotenoides en cultivos polinizados por abejas melíferas.

 

Plan de acción de la FAO

– Manejo de la información en servicios de polinización que tiene como objetivo el diseño de un sistema de manejo de la información en polinización (PIMS en inglés). – Formación y capacitación de expertos de diferentes grupos de polinizadores y desarrollo de guías de identificación taxonómica para el uso y conservación de los polinizadores, que involucre claves taxonómicas y código de barras de la vida (usando ADN), – Cambio climático y servicios de polinización. Resalta el efecto que el cambio climático puede tener en la fenología de los cultivos y etiología de los polinizadores, la necesidad de asegurar suficientes polinizadores en los picos de floración de ciertos cultivos, la importancia de implementar recursos a largo plazo para los polinizadores y proveer conectividad a hábitats naturales cerca de los cultivos, y en general acciones que promuevan la presencia de polinizadores ( p.e. recursos de flores diferentes a las de los cultivos dentro del sistema productivo, franjas de cultivos y bordes con vegetación arvense). – Diversidad y abundancia de polinizadores en cultivos. Resalta la importancia de áreas cultivadas sobre la diversidad y abundancia de polinizadores, además de prácticas de manejo que promueven su presencia, tales como dejar los lotes en descanso y con cobertura vegetal después de la cosecha. En general resalta la importancia de la agricultura de baja intensidad y de sistemas de cultivo que proveen recursos para especies de polinizadores ( p.e. abejas en cultivos de Kenia y New Jersey, EUA). – Mejores prácticas de manejo de los servicios de polinización a nivel global y prácticas de manejo en diferentes escalas que involucren desde la granja con sus cultivos y sus bordes, hasta el manejo de todo el paisaje agrícola de una región.

Conclusiones

Las interecciones planta – polinizador juegan un papel crucial para el mantenimiento de la integridad funcional de los ecosistemas terrestres. La pérdida de algunas especies de polinizadores no tendría por qué afectar necesariamente a la producción de los cultivos; puede que estos sean polinizados por el viento o que se autopolinicen, o quizá estos cultivos puedan hacer frente a la pérdida de algunas especies polinizadoras si existe una diversidad suficiente de polinizadores sustitutos (he aquí un buen ejemplo de la importancia de conservar la biodiversidad, pues en general, los ecosistemas más diversos son también los más estables). Por lo tanto, una disminución de polinizadores probablemente sólo causaría una crisis agrícola en aquellos cultivos que son dependientes de los polinizadores, que están limitados por la presencia de estos o que necesitan de un polinizador específico. La cuestión se complica si consideramos las consecuencias ecológicas que estos descensos de los servicios de polinización podrían acarrear; y es que la mayoría de estos polinizadores se encuentran también en la base de las cadenas tróficas de los ecosistemas terrestres, como alimento de peces, anfibios, reptiles, aves, micromamíferos, etc.

Aparatos bucales como en lepidópteros les permiten acceder al néctar ubicado en el fondo de alargados tubos o espolones, aprovechando así recursos a los que otros polinizadores no tienen fácil acceso.

alimento a nivel mundial es hoy indiscutible, y puede argumentarse que será cada vez mayor en un contexto de incremento de las necesidades de producción de alimento y de declive de los polinizadores, especialmente la abeja doméstica.

Se debe promover en las comunidades, las sociedades de agricultores, y entre los campesinos en general, la importancia de la polinización y el papel fundamental que juegan los polinizadores nativos y los ecosistemas naturales en la mejora de la calidad y cantidad de los productos agrícolas. Este trabajo se puede desarrollar a manera de extensión por parte de las diferentes instituciones académicas o gubernamentales involucradas en el proyecto, o mediante la capacitación de técnicos en cada una de las regiones o de líderes que pertenecen a asociaciones o federaciones de agricultores.