Asclepias es un género de plantas herbáceas , perennes yconocidas como algodoncillos , llamadas así por su látex , una sustancia lechosa que contiene glucósidos cardíacos denominados cardenólidos , que exudan donde 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 hojas de algodoncillo o del néctar de sus flores. Un alimentador notable de algodoncillos es la mariposa monarca , que utiliza y requiere ciertos algodoncillos como plantas hospedantes para sus larvas .
El género Asclepias contiene más de 200 especies distribuidas ampliamente en África, América del Norte y América del Sur. [7] Anteriormente pertenecía a la familia Asclepiadaceae, que ahora se clasifica como la subfamilia Asclepiadoideae de la familia Apocynaceae .
El género fue descrito formalmente por Carl Linnaeus en 1753, [8] quien lo nombró en honor a Asclepio , el dios griego de la curación. [9]
Los miembros del género producen algunas de las flores más complejas del reino vegetal, comparables a las orquídeas en complejidad. Cinco pétalos se reflejan hacia atrás revelando un ginostegio rodeado por una corona de cinco membranas . La corona está compuesta por una estructura de cinco pares de capucha y cuerno, donde la capucha actúa como una vaina para el cuerno interno. Las glándulas que contienen polinias se encuentran entre las capuchas. El tamaño, la forma y el color de los cuernos y las capuchas son a menudo características importantes para identificar a las especies del género Asclepias . [10]
La polinización en este género se lleva a cabo de una manera inusual. El polen se agrupa en estructuras complejas llamadas polinias (o "sacos polínicos"), 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 ranuras de cada flor formadas por anteras adyacentes . Las bases de las polinias luego se adhieren mecánicamente al insecto, de modo que un par de sacos polínicos pueden liberarse cuando el polinizador vuela, suponiendo que el insecto sea lo suficientemente grande como para producir la fuerza de tracción necesaria (si no, el insecto puede quedar atrapado y morir). [11] La polinización se efectúa mediante el procedimiento inverso, en el que una de las polinias queda atrapada dentro de la ranura de la antera. Los himenópteros de cuerpo grande (abejas, avispas) son los polinizadores más comunes y mejores, y representan más del 50% de toda la polinización de Asclepias , [12] mientras que las mariposas monarca son polinizadores pobres del algodoncillo. [5]
Las especies de Asclepias producen sus semillas en vainas llamadas folículos . Las semillas, que están dispuestas en filas superpuestas, tienen un grupo de pelos blancos, sedosos y similares a filamentos, conocidos como coma [13] (a menudo denominados con otros nombres como pappus , "hilo dental", "pluma" o "seda"). Los folículos maduran y se abren, y las semillas, cada una transportada por su coma, son arrastradas por el viento . Algunas, pero no todas, las algodoncillos también se reproducen por reproducción clonal (o vegetativa).
También hay 12 especies de Asclepias en América del Sur, entre ellas: A. barjoniifolia , A. boliviensis , A. curassavica , A. mellodora , A. candida , A. flava y A. pilgeriana .
Las algodoncillos son una fuente importante de néctar para las abejas nativas , avispas y otros insectos que buscan néctar, aunque las abejas no nativas comúnmente quedan atrapadas en las hendiduras estigmáticas y mueren. [11] [15] Las algodoncillos también son la fuente de alimento larvario para las mariposas monarca y sus parientes, así como una variedad de otros insectos herbívoros (incluidos numerosos escarabajos , polillas e chinches verdaderas ) especializados para alimentarse de las plantas a pesar de sus defensas químicas . [5]
Las algodoncillos utilizan tres defensas principales para limitar el daño causado por las orugas : pelos en las hojas ( tricomas ), toxinas cardenolidas 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 la jerga botánica) utilizan menos estas estrategias preventivas pero crecen más rápido que las especies más antiguas, y potencialmente vuelven 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 hace que se formen agujeros en las alas de las mariposas monarca completamente desarrolladas. Esto provoca una resistencia debilitada y una incapacidad para migrar. El parásito solo infecta a las monarcas cuando son larvas y orugas, pero el detrimento se produce 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 requerida ]
Las hojas de las especies de Asclepias son una fuente de alimento para las larvas de la mariposa monarca y algunas otras mariposas algodoncillo . [5] Estas plantas se utilizan a menudo en la jardinería de mariposas y en las estaciones de paso de la monarca en un esfuerzo por ayudar a aumentar la menguante población de monarca. [21]
Sin embargo, algunas especies de algodoncillo no son adecuadas para jardines de mariposas y estaciones de paso de la monarca. 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 durante todo el año de esta especie 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 durante todo el año de las monarcas. [22] Se cree que esto afecta negativamente los patrones de migración y causa una acumulación dramática del peligroso parásito, Ophryocystis elektroscirrha . [23] Nuevas investigaciones también han demostrado que las larvas de la monarca criadas en algodoncillo tropical muestran un desarrollo migratorio reducido (diapausa reproductiva), y cuando los adultos migratorios están expuestos al algodoncillo tropical, estimula el crecimiento del tejido reproductivo. [24]
Por esta razón, se suele sugerir cultivar algodoncillos nativos del área geográfica en la que se plantan para evitar impactos negativos sobre 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 cardenolida . [27] Algunas otras algodoncillos pueden tener características similares.
Las algodoncillos no se cultivan comercialmente a gran escala, pero las plantas han tenido muchos usos a lo largo de la historia de la humanidad. [5] Las algodoncillos tienen una larga historia de uso medicinal, cotidiano y militar. El pueblo omaha de Nebraska , los menomin de Wisconsin y el norte de Michigan , los dakota de Minnesota y el pueblo ponca de Nebraska , usaban tradicionalmente algodoncillo común ( A. syriaca ) con fines medicinales. [ cita requerida ] Las fibras de líber de algunas especies se pueden utilizar para cuerdas. El pueblo miwok del norte de California usaba algodoncillo de hojas de corazón ( A. cordifolia ) por sus tallos, que secaban y usaban para cuerdas, cordones y sogas. [28]
La pelusa fina y sedosa que se adhiere a las semillas de algodoncillo, que les permite ser distribuidas a grandes distancias por el viento, se conoce como hilo de algodoncillo. El hilo de algodoncillo es increíblemente difícil de hilar debido a lo cortos y suaves que son sus filamentos, pero mezclándolo con tan solo un 25 % de lana u otra fibra se puede producir un hilo manejable. [29]
Un estudio de las propiedades aislantes de varios materiales encontró que el hilo de algodoncillo fue superado por otros materiales en términos de aislamiento, loft y grumosidad, pero obtuvo buenos resultados cuando se mezcló con plumas de plumón. [30] Los filamentos de algodoncillo de la coma (el "hilo") son huecos y están cubiertos de cera, y tienen buenas cualidades de aislamiento. Durante la Segunda Guerra Mundial , se recolectaron más de 5000 t (5500 toneladas cortas) de hilo de algodoncillo en los EE. UU. como sustituto del kapok . [31] [32] El algodoncillo se cultiva comercialmente como relleno hipoalergénico para almohadas [33] y como aislante para abrigos de invierno. [34] El uso de hilo de algodoncillo para estos fines podría proporcionar una alternativa vegetal al plumón y promover el crecimiento de algodoncillo en áreas donde ha disminuido, aunque existe cierta preocupación de que los impactos ambientales podrían ser negativos si se utiliza el monocultivo . [35] La 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 de algodoncillo se puede utilizar en aislamiento térmico y aislamiento acústico. El hilo también es muy flotante y repelente al agua, pero absorbe el petróleo fácilmente. [37] Debido a sus propiedades de absorción de petróleo, se puede utilizar 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 EE. UU. intentaron usarlo 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 impiden que las células animales mantengan un gradiente adecuado de concentración de K + , Ca2 + . [6] Como resultado, muchos pueblos de Sudamérica y África usaban flechas envenenadas con estos glucósidos para luchar y cazar de manera más efectiva. 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 algunas personas que entran en contacto con ellos. No obstante, algunas especies pueden volverse comestibles si se procesan adecuadamente. [5]
Asclepias
en latín y asklepias en griego para la golondrina común; Asclepio, dios griego de la medicina, el culto a Asclepio se centraba en Epidauro. Véase WKC Guthrie, The Greeks and Their Gods , 1950; Carl Linnaeus, Species Plantarum , 214. 1753 y Genera Plantarum , ed. 5. 102. 1754.
En nuestro estudio, las especies de algodoncillo menos preferidas,
A. tuberosa
(sin opción; Fig. 2) y
A. verticillata
(opción; Fig. 3A), tienen niveles bajos de cardenolida registrados en la literatura (Roeske et al. 1976, Agrawal et al. 2009, 2015, Rasmann y Agrawal 2011).
Sin embargo, es la menos favorecida por las orugas de la monarca porque tiene muy poca toxina (glucósidos cardíacos) en sus hojas, pero a otras mariposas y monarcas adultas les encanta como fuente de néctar..
A diferencia de otras algodoncillos, esta planta tiene una savia clara y el nivel de glucósidos cardíacos tóxicos es constantemente bajo (aunque puede haber otros compuestos tóxicos)..