La medición del tiempo es uno de los aspectos más relevantes en la vida de los seres humanos y desde la antigüedad se han utilizado diversas estrategias para hacerlo, desde observaciones astronómicas hasta la creación de distintos tipos de relojes. Sin embargo, una forma infrecuente de medir el tiempo involucra la observación directa de la naturaleza, específicamente en las flores.
Esta gran idea se la debemos al naturista sueco Carl von Linné (1707-1778) Fig.1 que, no sólo fue el precursor del sistema de taxonomía moderna de los organismos, sino que realizó una de las primeras aplicaciones prácticas de los ritmos biológicos: la creación de un reloj de flores [1].
Fig.1. Naturista sueco Carl von Linné. Tomado de :http://bit.ly/2dqHnSt
Durante años Linné observó que ciertas plantas constantemente abrían y cerraban sus flores a horas particulares del día y esto variaba según la especie. A este fenómeno lo llamó el sueño de las plantas [2].
Cada especie de flor seleccionada se abría o cerraba a una hora determinada, desde las seis de la mañana hasta las seis de la tarde, de manera que al comprobar qué especie floral tenía los pétalos abiertos o cerrados se podía saber la hora Fig. 2.
Con sus observaciones, Linné creó un reloj floral o horologium florae, como lo llamo en su Philosophia Botanica (1751).
En su tratado, Linné reconoció tres tipos de flores [3]:
- Meteorici: flores que abren y cierran sus pétalos de acuerdo a las condiciones del clima.
- Tropici: las que cambian su apertura y cierre específicamente a lo largo del día.
- Aequinoctales: éstas tienen horas fijas para abrirse y cerrarse sin importar el clima o la estación. Esta categoría es la que empleo Linné para construir el reloj floral.
Fig. 2. Dibujo realizado por Linné en 1751, con los tiempos característicos de la apertura y cierre de pétalos de varias especies. Título: Eine Blumen Uhr (Una flor una hora). De las 6 a las 11am: flores que se abren. De las 12-6 pm: flores que se cierran. Tomado de: http://bit.ly/2dyI5PT
Muchas de las plantas que Linné escogió son silvestres y la hora de apertura/cierre depende de la latitud que, en este caso, se ajusta a la latitud de la ciudad Sueca Uppsala (60°N) [2].
Existen, sin embargo adaptaciones del reloj de Linné en otras partes del mundo. Por ejemplo una versión moderna y simplificada del reloj de flores de Linné fue realizada por dos científicas de Chile: María Isabel Niemeyer y María Cecilia Fernández. En la imagen se puede distinguir el reloj dividido en dos, el lado izquierdo indica las flores que abren en la mañana y en el derecho las que cierran por la tarde Fig.3 [4].
Fig 3. Versión moderna del diseño del reloj de las flores de Linné. Flores que abren en la mañana: 6 am. Nymphaea alba (nenúfar blanco europeo), 7 am. Hypericum perforatum (hipericón, corazoncillo o hierba de San Juan), 8 am. Anagallis arvensis (pimpinela escarlata), 9 am. Dianthus carthusianorum (clavelillo, betónica silvestre), 10 am. Spergularia, 11 am. Lilium lancifolium (lirio de tigre). Flores que cierran en la tarde: 12 pm. Calendula arvensis (caléndula), 1 pm. Hieracium pilosela (vellosilla), 2 pm. Cichorium intybus (escarola, achicoria común), 3 pm. Anthericum liliago (hierba de la araña), 4 pm Mirabilis Jalapa (Planta de las 4 de la tarde), 5 pm. Oenothera biennis (onagra común). Tomado de http://www.plantphysiol.org.
Uno de los casos más detallados de tiempo floral es el descrito por el Museo de Ciencias de Virginia en EU, dónde a los estudiantes se les da un pequeño protocolo para formar su propio reloj de flores [5]. La mayoría de las flores descritas en el documento también pueden encontrarse en México y en otras partes del mundo; sin embargo por las diferencias de latitud, el reloj floral variará dependiendo del país, aunque en el nuestro podemos darnos una idea cercana de cómo funcionaría.
En la siguiente tabla se muestran algunas características de estas plantas y el horario de apertura y cierre de los pétalos.
Tabla 1. Plantas usada para el reloj floral [5][6].
¿Cómo funciona este mecanismo de apertura y cierre de pétalos?
Esta apertura y cierre periódico de las flores es debido a un reloj endógeno que, gracias a la longitud del día (señal de luz/oscuridad), las plantas son capaces de medir el tiempo después que la luz aparece empleando como receptores un tipo de moléculas denominadas fitocromos [1].
Descrito fisiológicamente, este mecanismo puede ser por [7]:
- Cambios de turgor en las células (es decir que las células se hinchan) por la influencia de la temperatura y la humedad.
- Crecimiento desigual de ambos lados del pétalo (el haz o el envés), un lado elonga durante la apertura y el otro durante el cierre 4.
Fig. 4. Los pétalos, al igual que las hojas de las plantas, poseen bipolaridad: el lado superior (haz) y el lado inferior (envés)
En tulipanes por ejemplo este crecimiento desigual de ambos lados del pétalo, se debe a una diferencia de 10°C en la temperatura de crecimiento [8]. Durante el día las células de la parte superior del pétalo se elongan (por ejemplo a 17°C) Fig.5 y durante la noche lo hacen las células del lado inferior (a 7°C) Fig. 6
Otro aspecto a considerar es que la apertura y cierre de los pétalos es una característica reproductiva. El cerrar los pétalos durante la noche evita que el polen se moje con el rocío, lo que evitaría que los insectos pudieran desplazarlo. O por el contrario, mantenerlos abiertos en la noche puede deberse a la necesidad de polinizadores nocturnos.
Existen, además, algunas especies de plantas cuyas flores nunca abren, lo que significa una estrategia de autopolinización.
Fig.5. Durante el día, con una temperatura cálida, las células del lado superior del pétalo del tulipán comienzan a crecer, lo que provoca que la flor abra.
Fig.6. Durante la noche cuando la temperatura desciende, las células del lado inferior del pétalo del tulipán crecen, lo que provoca que la flor cierre sus pétalos.
Cómo pudieron notar, la complejidad de plantar un reloj floral resulta impráctico, sin contar que el tiempo de floración es relativamente corto (aprox. 2-3 meses). Sin embargo esto no desestima lo asombroso que resulta poder asociar un evento como la floración a una hora del día, quizá un día camines por la mañana a tu trabajo y veas que las campanillas te muestran su esplendor y de regreso, por la tarde, sea dondiego de noche quien te reciba.
Fuentes de consulta
[1] Gruart A. et al. 2002. Los relojes que gobiernan la vida. Ciencia/188 para todos p. 32.
[2] Gardiner B. 2007. Some Aspects of Linnaeus’ Life: 4. Linnaeus’ Floral Clock. The Linnean Tercentenary. Disponible en: https://ca1-tls.edcdn.com/documents/4-Floral-Clock.pdf?mtime=20160216050103. Fecha de consulta: 4 de septiembre de 2016
[3] Zivkovic. 2012. Carolus Linnaeus’s Floral Clocks. Scientific American. Disponible en: http://blogs.scientificamerican.com/a-blog-around-the-clock/carolus-linnaeus-floral-clocks/. Fecha de consulta: 14 de junio 2016
[4] http://www.plantphysiol.org/content/120/3.cover-expansion
[5] Science Museum of Virginia. 2000. Can Plants Tell Time? Museum Learning Links: S.O.L. Connections. Disponible en: http://www.weirdfacts.com/images/articles/MLLK-2TL-CA-canpla.pdf. Fecha de consulta: 4 de septiembre de 2016
[6] http://www.theplantlist.org/ Fecha de consulta: 4 de septiembre de 2016
[7] Van Doorn W. and van Meeteren U. 2003. Flower opening and closure: a review. Journal of Experimental Botany, 54(389) 1801±1812.
[8] Wood W.1952. Thermonasty in Tulip and Crocus Flowers. Journal of Experimental Botany, 4 (10): 5-77
GLOSARIO
FITOCROMO. Receptores que permiten detectar las variaciones de luz que reciben las plantas.
Prisma a la Vista 