Asclepias es un género de plantas herbáceas , perennes y con flores conocidas como algodoncillo , llamadas así por su látex , una sustancia lechosa que contiene glucósidos cardíacos denominados cardenólidos , que se exudan cuando las células están dañadas. [4] [5] [6] La mayoría de las especies son tóxicas para los humanos y muchas otras especies, principalmente debido a la presencia de cardenólidos. Sin embargo, como ocurre con muchas de estas plantas, algunas especies se alimentan de ellas (por ejemplo, sus hojas) o de ellas (por ejemplo, su néctar). La más notable de ellas es la mariposa monarca , que utiliza y requiere ciertos algodoncillos como plantas hospedantes para sus larvas .
El género contiene más de 200 especies distribuidas ampliamente en África, América del Norte y América del Sur. [7] Anteriormente perteneció a la familia Asclepiadaceae, que ahora se clasifica como la subfamilia Asclepiadoideae de la familia de las adelfas, Apocynaceae .
El género fue descrito formalmente por Carl Linnaeus en 1753, [8] quien le puso el nombre de Asclepio , el dios griego de la curación. [9]
Los miembros del género producen algunas de las flores más complejas del reino vegetal, comparables en complejidad a las orquídeas . Cinco pétalos se reflejan hacia atrás revelando un ginostegio rodeado por una corona de cinco membranas . La corona se compone de una estructura de cinco pares de capucha y cuerno, donde la capucha actúa como una funda para el cuerno interior. Las glándulas que contienen polinios se encuentran entre las capuchas. El tamaño, la forma y el color de los cuernos y las capuchas son a menudo características de identificación importantes de las especies del género Asclepias . [10]
La polinización en este género se logra de una manera inusual. El polen se agrupa en estructuras complejas llamadas polinias (o "sacos de polen"), en lugar de ser granos individuales o tétradas, como es típico en la mayoría de las plantas. Los pies o piezas bucales de los insectos que visitan las flores , como las abejas , las avispas y las mariposas , se deslizan en una de las cinco hendiduras de cada flor formadas por anteras adyacentes . Luego, las bases de los polinios se unen mecánicamente al insecto, de modo que un par de sacos de polen pueden liberarse cuando el polinizador sale volando, suponiendo que el insecto sea lo suficientemente grande como para producir la fuerza de tracción necesaria (de lo contrario, el insecto puede quedar atrapado). y muere). [11] La polinización se efectúa mediante el procedimiento inverso, en el que uno de los polinios queda atrapado dentro de la hendidura de la antera. Los himenópteros de gran tamaño (abejas, avispas) son los mejores y más comunes polinizadores, y representan más del 50% de toda la polinización de Asclepias , [12] mientras que las mariposas monarca son pobres polinizadores de algodoncillo. [5]
Las especies de Asclepias producen sus semillas en vainas denominadas folículos . Las semillas, que están dispuestas en filas superpuestas, tienen un grupo de pelos blancos, sedosos, parecidos a filamentos, conocidos como coma [ 13] (a menudo denominados con otros nombres como papus , "hilo", "penacho" o " seda"). Los folículos maduran y se abren, y las semillas, cada una transportada por su coma, son arrastradas por el viento . Algunos algodoncillos, pero no todos, también se reproducen mediante reproducción clonal (o vegetativa).
También existen 12 especies de Asclepias en Sudamérica, entre ellas: A. barjoniifolia , A. boliviensis , A. curassavica , A. mellodora , A. candida , A. flava y A. pilgeriana .
Los algodoncillos son una fuente importante de néctar para las abejas , avispas y otros insectos nativos que buscan néctar, aunque las abejas melíferas no nativas comúnmente quedan atrapadas en las hendiduras estigmáticas y mueren. [11] [15] Los algodoncillos también son la fuente de alimento para las larvas de las mariposas monarca y sus parientes, así como de una variedad de otros insectos herbívoros (incluidos numerosos escarabajos , polillas e insectos verdaderos ) especializados en alimentarse de las plantas a pesar de sus defensas químicas. . [5]
Los algodoncillos utilizan tres defensas principales para limitar el daño causado por las orugas : pelos en las hojas ( tricomas ), toxinas cardenólidos y fluidos de látex . [16] Los datos de un estudio de ADN indican que, en general, las especies de algodoncillo evolucionadas más recientemente ("derivadas" en el lenguaje botánico) utilizan menos estas estrategias preventivas, pero crecen más rápido que las especies más antiguas, potencialmente volviendo a crecer más rápido de lo que las orugas pueden consumirlas. [17] [18] [19]
Las investigaciones indican que el contenido muy alto de cardenólidos de Asclepias linaria reduce el impacto del parásito Ophryocystis elektroscirrha (OE) en la mariposa monarca, Danaus plexippus . El parásito OE provoca la formación de agujeros en las alas de las mariposas monarca completamente desarrolladas. Esto provoca una resistencia debilitada y una incapacidad para migrar. El parásito sólo infecta a las monarcas cuando están en larvas y orugas, pero el perjuicio es cuando están en su forma de mariposa. [20] Por el contrario, algunas especies de Asclepias son fuentes extremadamente pobres de cardenólidos, como Asclepias fascicularis , Asclepias tuberosa y Asclepias angustifolia . [ cita necesaria ]
Las hojas de las especies de Asclepias son fuente de alimento para las larvas de la mariposa monarca y algunas otras mariposas algodoncillo . [5] Estas plantas se utilizan a menudo en jardinería de mariposas y estaciones de paso de monarcas en un esfuerzo por ayudar a aumentar la menguante población de monarcas. [21]
Sin embargo, algunas especies de algodoncillo no son adecuadas para jardines de mariposas y estaciones de paso de monarcas. Por ejemplo, A. curassavica , o algodoncillo tropical, a menudo se planta como ornamental en jardines de mariposas fuera de su área de distribución nativa de México y América Central . Las plantaciones de esta especie durante todo el año en los Estados Unidos son controvertidas y criticadas, ya que pueden conducir a nuevos sitios de hibernación a lo largo de la costa del Golfo de EE. UU. y la consiguiente reproducción de las monarcas durante todo el año. [22] Se cree que esto afecta negativamente los patrones de migración y causa una dramática acumulación del peligroso parásito Ophryocystis elektroscirrha . [23] Una nueva investigación también ha demostrado que las larvas de monarca criadas en algodoncillo tropical muestran un desarrollo migratorio reducido (diapausa reproductiva), y cuando los adultos migratorios están expuestos al algodoncillo tropical, se estimula el crecimiento del tejido reproductivo. [24]
Debido a esto, se sugiere con mayor frecuencia cultivar algodoncillo que sea nativo del área geográfica en la que se plantan para evitar impactos negativos en las mariposas monarca. [25] [26]
Las orugas monarca no prefieren la hierba mariposa ( A. tuberosa ), tal vez porque las hojas de esa especie de algodoncillo contienen muy poco cardenólido . [27] Algunos otros algodoncillos pueden tener características similares.
El algodoncillo no se cultiva comercialmente a gran escala, pero las plantas han tenido muchos usos a lo largo de la historia de la humanidad. [5] Los algodoncillos tienen una larga historia de uso medicinal, cotidiano y militar. El pueblo Omaha de Nebraska , los Menomin de Wisconsin y el alto Michigan , los Dakota de Minnesota y los Ponca de Nebraska , utilizaban tradicionalmente algodoncillo común ( A. syriaca ) con fines medicinales. [ cita necesaria ] Las fibras del líber de algunas especies se pueden utilizar para hacer cuerdas. El pueblo Miwok del norte de California utilizaba algodoncillo de hoja de corazón ( A. cordifolia ) para sus tallos, que secaban y utilizaban para hacer cuerdas, cordeles y cuerdas. [28]
La pelusa fina y sedosa adherida a las semillas de algodoncillo, que permite que se distribuyan a largas distancias con el viento, se conoce como hilo dental. El hilo de algodoncillo es increíblemente difícil de hilar debido a lo cortos y suaves que son los filamentos, pero al mezclarlo con tan solo un 25 % de lana u otra fibra se puede producir un hilo viable. [29]
Un estudio de las propiedades aislantes de varios materiales encontró que el hilo dental de algodoncillo era superado por otros materiales en términos de aislamiento, volumen y densidad, pero obtuvo buenos resultados cuando se mezclaba con plumas. [30] Los filamentos de algodoncillo del coma (el "hilo dental") son huecos y están recubiertos con cera, y tienen buenas cualidades de aislamiento. Durante la Segunda Guerra Mundial , se recolectaron en Estados Unidos más de 5.000 t (5.500 toneladas cortas) de algodoncillo como sustituto del kapok . [31] [32] El algodoncillo se cultiva comercialmente como relleno hipoalergénico para almohadas [33] y como aislamiento para abrigos de invierno. [34] El uso de hilo dental de algodoncillo para estos fines podría proporcionar una alternativa a base de plantas para reducir y promover el crecimiento del algodoncillo en áreas donde ha disminuido, aunque existe cierta preocupación de que los impactos ambientales podrían ser negativos si se utiliza el monocultivo . [35] Asclepias también se conoce como "Seda de América" [36] , que es una hebra de algodoncillo común ( A. syriaca ) recolectada principalmente en el valle del río San Lorenzo en Canadá . El hilo dental de algodoncillo se puede utilizar en aislamiento térmico y acústico. El hilo también es muy flotante y repelente al agua, pero absorbe el aceite fácilmente. [37] Debido a sus propiedades de absorción de petróleo, puede usarse para la limpieza de derrames de petróleo. [38] [39] [40]
El látex de algodoncillo contiene aproximadamente un dos por ciento de látex, y durante la Segunda Guerra Mundial tanto la Alemania nazi como los Estados Unidos intentaron utilizarlo como fuente de caucho natural , aunque no se ha encontrado ningún registro de éxito a gran escala. [41]
Muchas especies de algodoncillo también contienen venenos de glucósidos cardíacos que inhiben que las células animales mantengan un gradiente de concentración adecuado de K + , Ca 2+ . [6] Como resultado, muchos pueblos de América del Sur y África utilizaron flechas envenenadas con estos glucósidos para luchar y cazar de forma más eficaz. Algunos algodoncillos son lo suficientemente tóxicos como para causar la muerte cuando los animales consumen grandes cantidades de la planta. Algunos algodoncillos también causan dermatitis leve en quienes entran en contacto con ellos. No obstante, algunas especies pueden volverse comestibles si se procesan adecuadamente. [5]
Asclepias
latinas y Asklepias griegas para la golondrina común; Asclepio, dios griego de la medicina, el culto a Asclepio se centraba en Epidauro. Véase WKC Guthrie, Los griegos y sus dioses , 1950; Carl Linneo, Especie Plantarum . 214. 1753 y Genera Plantarum . Ed. 5. 102. 1754.
En nuestro estudio, las especies de algodoncillo menos preferidas,
A. tuberosa
(sin elección; Fig. 2) y
A. verticillata
(elección; Fig. 3A), tienen niveles bajos de cardenólidos registrados en la literatura (Roeske et al. 1976, Agrawal et al. (2009, 2015, Rasmann y Agrawal 2011)
Sin embargo, es la menos preferida por las orugas monarca porque tiene muy poca toxina (glucósidos cardíacos) en sus hojas, pero otras mariposas y monarcas adultas la adoran como fuente de néctar..
A diferencia de otros algodoncillos, esta planta tiene una savia clara y el nivel de glucósidos cardíacos tóxicos es consistentemente bajo (aunque pueden estar presentes otros compuestos tóxicos)..