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Rafflesiáceas

Ilustración de Rhizanthes (entonces conocida como Brugmansia ), una especie de Rafflesiaceae de Der Bau und die Eigenschaften der Pflanzen (1913).

Las Rafflesiaceae son una familia de plantas parásitas raras que comprende 36 especies en 3 géneros que se encuentran en los bosques tropicales del este y sudeste de Asia, incluida Rafflesia arnoldii , que tiene las flores más grandes de todas las plantas. Las plantas son endoparásitos de las enredaderas del género Tetrastigma ( Vitaceae ) y carecen de tallos, hojas, raíces y tejido fotosintético. Dependen completamente de sus plantas hospedantes para obtener agua y nutrientes, y solo entonces emergen como flores de las raíces o tallos inferiores de las plantas hospedantes.

Descripción

flores

Las flores de Rafflesiaceae imitan cadáveres en descomposición en aroma, color y textura para atraer a sus polinizadores, las moscas carroñeras. Por esta razón, algunas flores de la familia Rafflesia reciben el sobrenombre de "flores de cadáver". La mayoría de los miembros de Rafflesiaceae poseen una gran cámara floral en forma de cuenco formada por un tubo perianto y un diafragma. Este diafragma es la abertura para los polinizadores de moscas carroñeras y está rodeado de atractivos órganos estériles. Las flores son generalmente unisexuales y pueden medir desde decenas de centímetros hasta más de un metro de tamaño. [2] [3]

Taxonomía

Los trabajos taxonómicos anteriores han variado en cuanto a la clasificación de Rafflesiaceae. La clasificación de Rafflesiaceae ha sido algo problemática debido a sus partes vegetativas muy reducidas, estructuras reproductivas modificadas y evolución molecular anómala (Davis 2008). Rafflesiaceae carece de rbcL y otros genes de plastidios comúnmente utilizados para la inferencia filogenética en plantas verdes. De hecho, Molina et al. (2014) descubrieron que un género de Rafflesia es la primera planta parásita estudiada que no contiene restos reconocibles del genoma del cloroplasto .

La mayoría de las clasificaciones tradicionales que se basaban enteramente en características morfológicas consideraban que Rafflesiaceae sensu lato (en sentido amplio) incluía nueve géneros, pero la heterogeneidad entre estos géneros hizo que los primeros investigadores, como Harms (1935), reconocieran cuatro grupos distintos que entonces clasificados como tribus (todavía dentro de Rafflesiaceae). Este sistema tribal fue seguido por Takhtajan et al. (1985).

El primer estudio filogenético molecular (utilizando secuencias de ADN) que mostró que dos de estas tribus no estaban relacionadas fue el de Barkman et al. (2004). Este estudio mostró que tres géneros (correspondientes a la tribu Rafflesieae, es decir, Rafflesia , Rhizanthes y Sapria ) eran componentes del orden de las eudicotiledóneas Malpighiales. Se demostró que el género Mitrastemon (tribu Mitrastemoneae) no estaba relacionado y era miembro del orden Ericales. Más tarde ese año, Nickrent et al. (2004), utilizando datos moleculares adicionales, confirmaron las ubicaciones de Barkman et al. (2004) y también examinó las posiciones de las otras dos tribus, Cytineae ( Bdallophyton y Cytinus ) y Apodantheae ( Apodanthes , Berlinianche y Pilostyles ). Nickrent et al. (2004) mostraron que Cytineae estaba relacionada con Malvales y Apodantheae con Malvales o Cucurbitales. Desde entonces se ha confirmado que Apodantheae se encuentra en Cucurbitales (Filipowicz y Renner 2010).

Así, el grupo tradicionalmente clasificado como una sola familia, Rafflesiaceae, en realidad estaba compuesto por al menos cuatro clados distintos y muy distantes, cuyas similitudes se debían a la evolución convergente bajo su estilo de vida parásito común. Un objetivo de la taxonomía es clasificar juntas sólo plantas que comparten un ancestro común, es decir, que son monofiléticas. Así, la Rafflesiaceae sensu lato original se divide actualmente en cuatro familias: [4]

Estas cuatro familias se pueden distinguir fácilmente por las características florales y de inflorescencia:

Análisis filogenético

Los primeros trabajos sobre relaciones de nivel superior pudieron ubicar a Rafflesiaceae (en sentido estricto) dentro del orden Malpighiales , pero no pudieron resolver el ancestro más cercano dentro del orden. [5] Un análisis filogenético de 2007 encontró un fuerte apoyo para que Rafflesiaceae se derive de Euphorbiaceae como tradicionalmente circunscrita , lo cual fue sorprendente ya que los miembros de esa familia generalmente tienen flores muy pequeñas. Según este análisis, la tasa de evolución del tamaño de las flores fue más o menos constante en toda la familia, excepto en el origen de Rafflesiaceae, un período de aproximadamente 46 millones de años entre el momento en que el grupo se separó de las Euphorbiaceae en sentido estricto y el momento en que las Rafflesiaceae existentes. se separaron entre sí, donde las flores evolucionaron rápidamente para volverse mucho más grandes antes de volver a un ritmo de cambio más lento. [6]

Para mantener las familias monofiléticas , en 2016 el sistema APG IV separó la familia Peraceae de la Euphorbiaceae. [7] A continuación se muestra un cladograma resumido, [6] con ubicaciones familiares en el sistema APG IV . [7]

Liming Cai et al. han proporcionado un estudio más reciente . (2021) [8]

Transferencia genética horizontal

Varios genes mitocondriales de Rafflesiaceae parecen provenir de sus huéspedes ( Tetrastigma ). Debido a que los huéspedes no están estrechamente relacionados con los parásitos (como lo demuestran los resultados de filogenia molecular para otras partes del genoma), se cree que esto es el resultado de la transferencia horizontal de genes . [9] [10] Se ha descubierto que se producen tasas especialmente altas de HGT en los genes mitocondriales de Rafflesiaceae en comparación con los genes nucleares y con los HGT en plantas autótrofas . [11]

Referencias

  1. ^ "Rafflesiaceae Dumort". Plantas del Mundo en Línea . Real Jardín Botánico, Kew . Consultado el 7 de noviembre de 2019 .
  2. ^ Nikolov, Lachezar A.; Endress, Peter K.; Sugumaran, M.; Sasirat, Sawitree; Vessabutr, Suyanee; Kramer, Elena M.; Davis, Charles C. (12 de noviembre de 2013). "Orígenes del desarrollo de las flores más grandes del mundo, Rafflesiaceae". Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias . 110 (46): 18578–18583. Código bibliográfico : 2013PNAS..11018578N. doi : 10.1073/pnas.1310356110 . ISSN  0027-8424. PMC 3831985 . PMID  24167265. 
  3. ^ Davis, Charles C; Endress, Peter K; Baum, David A (1 de febrero de 2008). "La evolución del gigantismo floral". Opinión actual en biología vegetal . Crecimiento y desarrollo Editado por Christian Hardtke y Keiko Torii. 11 (1): 49–57. doi :10.1016/j.pbi.2007.11.003. PMID  18207449.
  4. ^ Stevens, PF (2001), Sitio web de filogenia de angiospermas , consultado el 2 de febrero de 2012
  5. ^ Barkman, TJ; Seok-Hong Lim; Kamarudin Mat Salleh; Jamili Nais (20 de enero de 2004). "Las secuencias de ADN mitocondrial revelan los parientes fotosintéticos de Rafflesia, la flor más grande del mundo". PNAS . 101 (3): 787–792. doi : 10.1073/pnas.0305562101 . PMC 321759 . PMID  14715901. 
  6. ^ ab Davis, Charles C.; Latvis, Maribeth; Nickrent, Daniel L.; Wurdack, Kenneth J. & Baum, David A. (30 de marzo de 2007), "Gigantismo floral en Rafflesiaceae", Science , 315 (5820): 1812, Bibcode : 2007Sci...315.1812D, doi : 10.1126/science. 1135260 , PMID  17218493, S2CID  27620205
  7. ^ ab Angiosperm Phylogeny Group (2016), "Una actualización de la clasificación del Angiosperm Phylogeny Group para los órdenes y familias de plantas con flores: APG IV", Botanical Journal of the Linnean Society , 181 (1): 1–20, doi : 10.1111 /boj.12385
  8. ^ Liming Cai y col. : Arquitectura del genoma profundamente alterada en la planta endoparásita con flores Sapria himalayana Griff. (Rafflesiáceas). Current Biology, publicado en línea el 23 de enero de 2021; doi:10.1016/j.cub.2020.12.045. Ver también:
    • Los científicos secuencian el genoma de una rara planta con flores parásitas. En: noticias de ciencia. 25 de enero de 2021
  9. ^ Charles C. Davis y Kenneth J. Wurdack (30 de julio de 2004). "Transferencia de genes de huésped a parásito en plantas con flores: evidencia filogenética de Malpighiales". Ciencia . 305 (5684): 676–678. Código Bib : 2004 Ciencia... 305..676D. CiteSeerX 10.1.1.395.4197 . doi :10.1126/ciencia.1100671. PMID  15256617. S2CID  16180594. 
  10. ^ Daniel L. Nickrent; Albert Blarer; Yin-Long Qiu; Romina Vidal-Russell; Frank E Anderson (2004). "Inferencia filogenética en Rafflesiales: la influencia de la heterogeneidad de tasas y la transferencia horizontal de genes". Biología Evolutiva del BMC . 4 : 40. doi : 10.1186/1471-2148-4-40 . PMC 528834 . PMID  15496229. 
  11. ^ Xi, Zhenxiang; Wang, Yuguo; Bradley, Robert K.; Sugumaran, M.; Marx, Christopher J.; Descanso, Joshua S.; Davis, Charles C. (14 de febrero de 2013). "Transferencia masiva de genes mitocondriales en un clado de plantas con flores parásitas". PLOS Genet . 9 (2): e1003265. doi : 10.1371/journal.pgen.1003265 . PMC 3573108 . PMID  23459037. 

Fuentes

enlaces externos