Flor para niños

La flor es una parte muy especial de las plantas que producen semillas, como los árboles y las flores que vemos en los jardines. Su trabajo principal es crear semillas para que la planta pueda tener nuevas generaciones y extenderse.

Las flores son muy diferentes en los dos grandes grupos de plantas con semillas: las gimnospermas (como los pinos) y las angiospermas (la mayoría de las flores que conocemos). En las angiospermas, una flor típica tiene cuatro tipos de partes que parecen hojas, pero que están modificadas para ayudar en la reproducción. Estas partes son los sépalos, pétalos, estambres y carpelos. Después de que una flor de angiosperma es fertilizada, se convierte en un fruto que contiene las semillas.

Las angiospermas son un grupo muy exitoso, con más de 250.000 especies, y forman la mayor parte de las plantas en la Tierra. La flor de las angiospermas es clave para su éxito. Aunque tienen una estructura básica similar, hay una enorme variedad en sus formas y funciones. Los científicos están aprendiendo mucho sobre cómo esta diversidad se desarrolló a lo largo del tiempo, a menudo con la ayuda de los animales que transportan el polen.

Además de su importancia biológica, las flores son muy valiosas para los seres humanos. A lo largo de la historia y en diferentes culturas, las flores siempre han tenido un lugar especial, ya sea por su belleza o por lo que simbolizan. Hemos cultivado flores por más de 5000 años, y hoy en día, la floricultura (el cultivo de flores) es una industria que sigue creciendo.

¿Qué es una flor?

Diagrama que muestra las partes de una flor. 1: receptáculo, 2: sépalos, 3: pétalos, 4: estambres, 5: pistilo.

Una flor es como un tallo muy corto que deja de crecer en un momento dado. En este tallo, en lugar de hojas normales, crecen hojas modificadas llamadas antófilos. Estas hojas especiales tienen la tarea de producir y proteger las células reproductivas de la planta.

Mientras que un tallo normal puede crecer indefinidamente, una flor tiene un crecimiento limitado. Esto significa que una vez que produce todas sus partes, deja de crecer. Las flores más especializadas suelen tener un período de crecimiento más corto y un número más definido de partes.

La forma en que se organizan los antófilos, si faltan algunas partes, su tamaño, color y cómo se colocan, son las razones de la gran variedad de flores que existen. Esta diversidad es muy útil para los científicos que estudian cómo las angiospermas han evolucionado y cómo se clasifican. La forma de las flores también está relacionada con cómo se adaptan para la polinización, la dispersión de las semillas y la protección contra animales que podrían dañarlas.

Diversidad y evolución de las flores

Las angiospermas, con más de 250.000 especies, son un grupo muy exitoso que forma la mayor parte de la flora terrestre. La flor es la característica principal de este grupo y es clave para su éxito evolutivo.

La flor se une al tallo por un pequeño eje llamado pedicelo. En la parte superior del pedicelo, hay una parte más ancha llamada receptáculo, donde se unen las diferentes partes de la flor. Estas partes son hojas modificadas que se especializan en la reproducción y la protección.

Desde afuera hacia adentro, en una flor típica de angiosperma, encontramos:

• Partes estériles: Los sépalos y pétalos, que protegen la flor.
• Partes fértiles: Los estambres y carpelos, que se encargan de la reproducción.

Los carpelos de las angiospermas son una característica única. A diferencia de las gimnospermas, donde el polen cae directamente en el óvulo, en las angiospermas, el carpelo encierra completamente el óvulo. El polen cae en una nueva estructura llamada estigma, que ayuda a formar un tubo que llega al óvulo para la fertilización.

La estructura básica de la flor de angiosperma es muy constante, con una excepción notable: Lacandonia schismatica, que tiene los estambres en el centro rodeados por los carpelos. A pesar de esta organización general, hay una enorme diversidad en la forma y función de cada parte de la flor. Los científicos están investigando cómo esta diversidad se ha desarrollado genéticamente y cómo ha ayudado a las plantas a adaptarse.

Se cree que las flores han evolucionado desde un diseño "abierto", donde el número y la disposición de las partes florales podían variar mucho, hacia un diseño "cerrado", donde el número y la disposición son más fijos. En las estructuras fijas, las partes pueden fusionarse o conectarse estrechamente. El diseño "abierto" es común en las angiospermas más antiguas, mientras que el "cerrado" es la norma en grupos más recientes como las monocotiledóneas.

¿Cómo se organizan las partes de una flor?

Magnolia grandiflora, una flor con sus partes dispuestas en espiral.

Las partes de una flor pueden organizarse de dos maneras diferentes en el receptáculo:

• Disposición espiralada: Las partes se insertan una tras otra en diferentes niveles, formando una espiral, como las hojas en un tallo. Ejemplos son la Magnolia grandiflora y la Opuntia ficus-indica (nopal).
• Disposición verticilada o cíclica: Las partes se agrupan en círculos o "verticilos" en diferentes niveles del eje. Cada parte de un círculo se alterna con las del siguiente. Por ejemplo, los pétalos se alternan con los sépalos. Muchas flores tienen cuatro círculos (tetracíclicas), como las de Solanum (papa): un círculo de sépalos, uno de pétalos, uno de estambres y uno de carpelos. Algunas tienen cinco círculos (pentacíclicas), con dos círculos de estambres, como las de Lilium.

En las angiospermas más antiguas, las flores eran grandes y tenían muchas partes dispuestas en espiral. Con el tiempo, las flores más evolucionadas se hicieron más pequeñas y con menos partes. Se cree que esto ayudó a que las flores se desarrollaran más rápido y tuvieran menos riesgo de daño, especialmente cuando hay muchas flores pequeñas en lugar de pocas grandes. También permitió una mejor organización de los órganos florales.

¿Qué tipos de simetría tienen las flores?

La simetría en una flor significa que puede dividirse en dos partes que son como un espejo una de la otra.

• Asimétricas o irregulares: Algunas flores no tienen ningún plano de simetría, como las "achiras" (género Canna).
• Actinomorfas, radiadas o polisimétricas: La mayoría de las flores verticiladas tienen simetría radial, lo que significa que varios planos pueden dividirlas en partes iguales. Un ejemplo es el Tulipa gesneriana (tulipán).
• Monosimétricas, dorsiventrales o cigomorfas: Estas flores tienen simetría bilateral, es decir, solo un plano puede dividirlas en dos partes iguales. La evolución de esta forma está relacionada con la necesidad de atraer y guiar a los polinizadores. Las flores de las orquídeas y muchas leguminosas son ejemplos.

Se cree que la simetría radial es la forma más antigua en las angiospermas, y la simetría bilateral ha evolucionado de forma independiente muchas veces. Los cambios en la simetría floral están relacionados con los cambios en los tipos de polinizadores que atraen. Muchas especies con gran diversidad tienen flores con simetría bilateral, como las fabáceas (legumbres) y las asteráceas (margaritas).

Perianto y perigonio: la envoltura de la flor

Perianto de una flor de Ludwigia, se señala un sépalo y un pétalo.

Perigonio de una flor de Cymbidium.

El perianto es la envoltura de la flor, formada por las partes estériles: el cáliz (los sépalos) y la corola (los pétalos). El perianto protege los órganos reproductores cuando la flor es un botón y, cuando se abre, sus colores brillantes ayudan a atraer a los animales polinizadores. En las flores más antiguas, el perianto tenía muchas piezas iguales dispuestas en espiral, como en la Magnolia.

Algunas flores, especialmente las que son polinizadas por el viento (anemófilas), no tienen perianto y se llaman aperiantadas o flores desnudas. Esto ocurre en plantas como el "sauce llorón" (Salix babylonica). La ausencia de perianto es una adaptación, ya que no necesitan atraer animales y un perianto grande podría incluso estorbar la dispersión del polen por el viento.

Las flores con perianto se llaman periantadas. Pueden tener solo cáliz (monoclamídeas o apétalas), como en las urticáceas. A veces, los sépalos de estas flores son grandes y coloridos, pareciéndose a pétalos, como en Clematis. Si tienen tanto cáliz como corola, se llaman diclamídeas.

• Heteroclamídeas: Cuando los sépalos y pétalos son diferentes en forma y color, como en la "rosa" (Rosa sp.).
• Homoclamídeas: Cuando los sépalos y pétalos son indistinguibles. En este caso, el perianto se llama perigonio y sus piezas se llaman tépalos, como en muchas monocotiledóneas (lirios, narcisos). Si los tépalos parecen pétalos, el perigonio es corolino; si parecen sépalos, es calicino.

Las piezas del perianto pueden estar separadas (cáliz dialisépalo, corola dialipétala) o unidas (cáliz gamosépalo, corola gamopétala). La unión de estas piezas, llamada concrescencia, es una adaptación para la polinización por animales. Permite una mejor protección de los órganos reproductores y una mejor coordinación con los polinizadores, ofreciéndoles superficies para posarse o facilitando el acceso al néctar. A veces, esta unión forma estructuras especiales como espolones nectaríferos (en Aquilegia) o paracorolas (en Narcissus).

La forma en que las piezas del perianto se superponen en el botón floral se llama prefloración y es importante para identificar familias de plantas. Hay seis tipos principales de prefloración, como la valvar (piezas que se tocan por los bordes) o la contorta (cada pieza se superpone a la siguiente).

El cáliz: la capa protectora externa

El cáliz es la capa más externa de la flor. Su función principal es proteger la flor cuando aún es un botón. Está formado por los sépalos, que suelen ser de color verde.

• Si los sépalos están separados, el cáliz es dialisépalo.
• Si están unidos, se llama gamosépalo, como en el "clavel" (Dianthus caryophyllus).

Detalle del espolón nectarífero de la flor de Tropaeolum majus.

Cuando el cáliz es gamosépalo, tiene tres partes: el tubo (donde los sépalos están unidos), la garganta (donde se separan) y el limbo (la parte libre de cada sépalo).

Los sépalos pueden variar mucho en forma y consistencia. En la familia de las compuestas (como las margaritas), los sépalos se han reducido a pequeños pelos o cerdas, formando lo que se llama papus o vilano.

La duración del cáliz también varía:

• Efímero o fugaz: Los sépalos caen cuando la flor se abre, como en la "amapola" (Papaver rhoeas).
• Deciduo: Los sépalos se desprenden después de la fertilización.
• Persistente: Los sépalos permanecen y acompañan al fruto, como en el "manzano" (Malus domestica).

Algunos sépalos pueden formar espolones nectaríferos que producen néctar para atraer a los polinizadores, como en Viola y Tropaeolum. En otras especies, como la "alegría" (Impatiens balsamina), algunos sépalos se vuelven coloridos y con forma de pétalos.

La corola: el atractivo principal

La corola es la capa interna del perianto, que rodea las partes reproductivas de la flor. Está formada por los pétalos, que suelen ser más grandes que los sépalos y muy coloridos.

Detalle de un pétalo de "clavel" (Dianthus). La parte inferior, más angosta y de color verde o blanquecina, es la uña; la parte más ancha y coloreada es el limbo del pétalo.

Flor de Mimulus. Flor bajo luz natural (izquierda) y bajo luz ultravioleta (derecha) mostrando las Guías de néctar que no son visibles para el ojo humano.

Cada pétalo tiene una uña que lo une al receptáculo y una lámina o limbo, que es la parte más ancha y vistosa. La uña puede ser muy corta (como en la rosa) o muy larga (como en el clavel). La lámina puede tener muchas formas, colores y bordes diferentes.

• Si los pétalos están separados, la corola es dialipétala.
• Si están unidos por sus bordes, la corola es gamopétala y, al igual que el cáliz, puede tener un tubo, una garganta y un limbo.

Las corolas gamopétalas pueden tener muchas formas:

• Tubulosa: Con forma de cilindro (flores centrales de las margaritas).
• Infundibuliforme: Con forma de embudo (como en la batata).
• Campanulada: Con forma de campana (como el muguet).
• Labiada: Con el limbo dividido en dos segmentos desiguales, como si fueran labios (en la salvia).
• Ligulada: Con el limbo en forma de lengüeta (flores periféricas de muchas margaritas).
• Espolonada: Cuando tiene uno o varios espolones que producen néctar (como en Aquilegia).

El color de los pétalos se debe a la presencia de pigmentos. Muchas flores tienen células con cromoplastos que contienen pigmentos carotenoides (rojos, naranjas, amarillos). Los pigmentos más importantes son los flavonoides, como las antocianinas, que están disueltas en el líquido de la célula. El color de las antocianinas puede cambiar con la acidez (pH) del jugo celular. Por ejemplo, en la "azucena del monte", las flores son violetas y se vuelven blancas al envejecer debido a un cambio en el pH.

El color blanco de muchas flores, como la Magnolia grandiflora, se debe a que reflejan toda la luz. Los colores oscuros se deben a la absorción total de la luz por pigmentos complementarios.

Las flores también pueden absorber luz ultravioleta (UV), lo que es invisible para el ojo humano pero muy importante para los insectos polinizadores. En 1972, se descubrió que esta absorción se debe a sustancias como los flavonolglucósidos. Estas zonas de absorción UV se llaman "guías de néctar" y actúan como señales para los insectos, dirigiéndolos hacia el néctar. El color que ven los insectos se llama "púrpura de abejas".

Androceo: la parte masculina de la flor

El androceo es la parte de la flor que produce las células reproductivas masculinas, llamadas granos de polen. Está formado por los estambres.

Diagrama de una antera en sección transversal. 1: Filamento; 2: Teca; 3: Conectivo (los vasos conductores en rojo); 4: (también llamado esporangio).

Microfotografía de una antera en sección transversal. Se observan los cuatro sacos polínicos conteniendo los granos de polen dispersos en su interior.

Cada estambre tiene un filamento (la parte que lo une a la flor) y una antera (la parte superior que contiene el polen). El filamento es la parte estéril y puede ser largo, corto o incluso faltar. La antera es la parte fértil y generalmente tiene dos partes llamadas tecas, unidas por una zona llamada conectivo. Dentro de cada teca hay uno o dos sacos polínicos que contienen los granos de polen.

Cuando los granos de polen maduran, la antera se abre para liberarlos. Esto se llama dehiscencia. La apertura puede ser a lo largo de la antera (longitudinal), o a través de poros (poricida).

El número de estambres varía mucho. Algunas flores tienen solo uno (monandras), otras dos (diandras), y muchas tienen numerosos estambres (poliandras). El número de estambres puede ser igual o diferente al número de pétalos. Por ejemplo, una flor es isostémona si tiene el mismo número de estambres que de pétalos, y anisostémona si es diferente.

Lilium longiflorum. 1. Estigma, 2. Estilo, 3. Estambre, 4. Filamento, 5. Tépalo.

Originalmente, las angiospermas tenían muchos estambres dispuestos en espiral. Con la evolución, el número de estambres se redujo y se organizaron en círculos. Sin embargo, en algunos grupos, el número de estambres volvió a aumentar (poliandria secundaria) para ofrecer más polen a los polinizadores.

A veces, las flores tienen un perianto pequeño y los estambres son largos y vistosos. En estos casos, los estambres son los que atraen a los polinizadores. Estas flores suelen agruparse en inflorescencias que parecen cepillos, como en algunas leguminosas (acacias) y mirtáceas.

Los estaminodios son estambres estériles que aparecen en algunas flores. Pueden producir néctar o ayudar a atraer a los polinizadores, como lo hacen los pétalos.

Gineceo: la parte femenina de la flor

El gineceo, también llamado pistilo, es la parte femenina de la flor. Está formado por uno o más carpelos, que crean una cavidad llamada ovario. Dentro del ovario, los óvulos (que se convertirán en semillas) están protegidos de la sequedad y de los insectos.

El gineceo tiene tres partes:

• Ovario: La parte inferior, abultada, que contiene los óvulos.
• Estilo: Una columna que sostiene la tercera parte.
• Estigma: La parte superior, pegajosa, que recibe los granos de polen. A veces, el estilo puede faltar y el estigma se llama sésil.

Si los carpelos están separados, el gineceo es dialicarpelar o apocárpico, como en las crasuláceas. Si los carpelos están unidos, se llama gamocarpelar o sincárpico, que es lo más común.

Esquema de las posibles posiciones del ovario I ovario súpero, II ovario semiínfero, III ovario ínfero. a: androceo, g: gineceo, p: pétalos, s: sépalos, r: receptáculo.

La posición del ovario en la flor también es importante:

• Súpero: Si el ovario está por encima del punto donde se unen las otras partes de la flor.
• Ínfero: Si el ovario está por debajo de ese punto.

El óvulo nace en una zona del ovario llamada placenta. Es pequeño, generalmente con forma de huevo. Cada óvulo tiene un cuerpo de tejido (la nucela) y un pie (el funículo) que lo une a la placenta. La nucela está rodeada por una o dos capas protectoras llamadas tegumentos, que dejan una pequeña abertura llamada micrópilo.

La forma en que los óvulos se organizan dentro del ovario se llama placentación. Hay varios tipos:

• Placentación marginal: En ovarios con un solo carpelo, la placenta está en el borde.
• Placentación parietal: En ovarios con varios carpelos unidos, las placentas están en las paredes.
• Placentación axilar: En ovarios con varios carpelos unidos, las placentas están en el centro, formando compartimentos.
• Placentación central: En ovarios con una sola cavidad, los óvulos están en una columna central sin tabiques.
• Placentación basal: El óvulo se encuentra en la base central de la cavidad del ovario.

¿Son todas las flores iguales en cuanto a su reproducción?

Flores unisexuales de calabaza. Las imágenes de arriba pertenecen a flores masculinas y las de abajo a flores femeninas.

Partes reproductivas de una Lilium longiflorum. 1. Estigma, 2. Estilo, 3. Estambre, 4. Filamento, 5. Pétalos

La sexualidad floral se refiere a si una flor tiene partes masculinas, femeninas o ambas.

• Flores hermafroditas o bisexuales: Tienen tanto estambres (partes masculinas) como carpelos (partes femeninas), como las flores de la "papa" (Solanum tuberosum).
• Flores unisexuales o imperfectas: Tienen solo un tipo de parte reproductiva.

* Masculinas o estaminadas: Solo tienen estambres. * Femeninas o pistiladas: Solo tienen carpelos. Esto ocurre en plantas como la "morera" (Morus nigra) y la "calabaza" (Cucurbita maxima).

• Flores neutras o asexuales: No tienen ninguna parte reproductiva, solo sépalos y pétalos. Su función es atraer a los polinizadores hacia otras flores de la misma planta que sí son reproductivas. Se encuentran en la periferia de inflorescencias como las de la "margarita" (Bellis perennis) o el "girasol" (Helianthus annuus).

Los botánicos creen que las flores hermafroditas son menos evolucionadas que las unisexuales. Esto se debe a que los grupos de angiospermas más antiguos tienen principalmente flores hermafroditas. Además, en muchas plantas con flores unisexuales, se encuentran restos de estambres o carpelos, lo que sugiere que alguna vez fueron hermafroditas. El cambio a flores unisexuales a menudo ocurrió para adaptarse a la polinización por el viento.

¿Cómo se representan las flores?

Diagrama floral de Lilium.

Diagrama floral de Oxalis.

Para entender la estructura de una flor, los botánicos usan dos herramientas:

• Diagrama floral: Es un dibujo que muestra cómo están dispuestas las partes de la flor en un corte transversal. Cada círculo representa una capa de la flor (sépalos, pétalos, estambres, carpelos). Los sépalos se dibujan como lunas blancas, los pétalos como lunas negras o de color. Los estambres se representan con cortes de antera, y el gineceo (la parte femenina) se dibuja en el centro como un corte del ovario. Las líneas punteadas indican si las partes están unidas. Este diagrama muestra la simetría, el número de partes y cómo se conectan.

Por ejemplo, el diagrama de Lilium (lirio) muestra una flor hermafrodita (con estambres y pistilo), con simetría radial. Tiene 6 tépalos (piezas del perigonio) en dos círculos de tres, separados entre sí. Tiene 6 estambres en dos círculos de tres. El gineceo tiene un ovario súpero (arriba), formado por 3 carpelos unidos, con tres compartimentos y muchos óvulos.

• Fórmula floral: Es una forma simbólica de representar la estructura de una flor usando letras y números. Se usa para describir las características de las flores de una familia de plantas.

* K = cáliz (sépalos). Por ejemplo, K5 significa 5 sépalos. * C = corola (pétalos). Por ejemplo, C3 significa 3 pétalos. * Z = se añade si la corola tiene simetría bilateral (cigomorfa). * A = androceo (estambres). Por ejemplo, A^∞ significa muchos estambres. * G = gineceo (carpelo). La G subrayada indica ovario súpero; si no está subrayada, es ínfero. Los números entre paréntesis indican que los carpelos están unidos. El subíndice indica el número de compartimentos del ovario, y el exponente el número de óvulos por compartimento.

Una fórmula floral típica para la familia de las liliáceas es: K3 C3 A6 G(3)₃^∞. Esto significa: 3 sépalos, 3 pétalos, 6 estambres, y un gineceo con ovario súpero, 3 carpelos unidos, 3 compartimentos y muchos óvulos por compartimento.

¿Cómo se relacionan las partes de la flor con otras estructuras?

Las brácteas de color rojo que rodean a las inflorescencias de Euphorbia pulcherrima adoptaron la función de atracción que usualmente presentan los pétalos.

Durante la evolución, diferentes plantas han usado las mismas estructuras básicas de maneras distintas. Por ejemplo, en la "estrella federal" (Euphorbia pulcherrima), las brácteas (hojas modificadas) que rodean las flores se volvieron de un rojo brillante y atraen a los polinizadores. Estas brácteas son homólogas a las brácteas de otras plantas (evolucionaron de la misma estructura ancestral), pero son análogas a los pétalos (cumplen la misma función de atracción, aunque no sean pétalos verdaderos). Las flores de la estrella federal son diminutas y no tienen corola.

Otro ejemplo son las costáceas. Dos de sus estambres se han vuelto estériles, se han fusionado y forman una estructura llamativa llamada labelo. Este labelo es homólogo a los estambres (su origen es el mismo) y análogo a los pétalos (cumple la misma función de atracción).

Inflorescencias: flores en grupo

No es una flor, sino una inflorescencia, formada en este caso por un círculo de flores blancas rodeando a un contingente de flores amarillas.

Las flores pueden crecer solas o en pares, pero lo más común es que se agrupen en conjuntos organizados llamados inflorescencias. A veces, las flores están tan juntas y ordenadas que toda la inflorescencia parece una sola flor, a lo que se le llama pseudanto (falsa flor). El ejemplo más conocido son las plantas de la familia de la margarita o el girasol (compuestas), cuya inflorescencia, llamada capítulo, está formada por decenas o cientos de pequeñas flores.

Las partes de una inflorescencia son las flores (con o sin pedicelo), el eje común, el pedúnculo y las brácteas. El pedicelo es el tallo que sostiene una flor individual. El eje principal que lleva las flores se llama raquis. El pedúnculo es el tallo que soporta todo el raquis o el receptáculo común. Si el eje sale de la base de la planta o de una parte subterránea, se llama escapo, como en los lirios.

Las brácteas son hojas modificadas, a menudo más pequeñas o de diferente color que las hojas normales, que acompañan a las flores. A veces faltan, o tienen nombres especiales como glumas en las gramíneas. En otros casos, las brácteas forman estructuras protectoras, como la cúpula de los robles.

Polinización: cómo se mueven las células reproductivas

Las flores de muchas especies de angiospermas están evolutivamente diseñadas para atraer y recompensar a una o pocas especies polinizadoras (insectos, aves, mamíferos). Su gran diversidad en cuanto a forma, color, fragancia y presencia de néctar es, en muchos casos, el resultado de la coevolución con cada especie de polinizador.

La polinización por animales es muy común en las angiospermas. Para que funcione, los animales polinizadores deben visitar las flores con regularidad, quedarse el tiempo suficiente para tocar las anteras y el estigma, y que el polen se les pegue para llevarlo a otras flores. Las flores que dependen de animales deben tener:

• Productos atractivos: Recompensas como polen y néctar (alimentos).
• Medios de reclamo: Señales como olores y colores.
• Polen pegajoso: Para que se adhiera a los visitantes.

A lo largo de la evolución, las angiospermas han desarrollado formas muy diversas de atraer a los polinizadores. Esto ha llevado a relaciones muy estrechas entre las plantas y los animales que las polinizan. Para las plantas, esto significa que el polen se transfiere de forma más precisa, lo que les permite producir menos polen. Para los animales, significa menos competencia por el alimento. Esta relación se llama coevolución, y a veces es tan fuerte que la planta y el polinizador no pueden existir el uno sin el otro.

¿Qué ofrecen las flores para atraer polinizadores?

Las flores usan "cebos" para recompensar a los polinizadores. Principalmente, son alimentos:

• Polen: Es una recompensa para insectos como coleópteros (escarabajos) e himenópteros (abejas, avispas). Contiene proteínas, almidón y aceites.
• Néctar: Es un líquido dulce producido por estructuras llamadas nectarios. Se ubica estratégicamente para que los insectos lo tomen y, al hacerlo, toquen los estambres y se lleven el polen.

¿Cómo llaman la atención las flores?

Las flores usan señales visuales y olfativas para atraer a los polinizadores. Generalmente, el cáliz y la corola cumplen esta función.

• Claves visuales: El color de los pétalos es fundamental. Los rojos suelen atraer aves, los amarillos a las abejas y los blancos a las mariposas nocturnas.
• Claves olfativas: Las fragancias que desprenden las flores, gracias a compuestos volátiles de estructuras llamadas osmóforos, atraen a los polinizadores desde lejos. Estas fragancias pueden ser agradables o desagradables para los humanos (como las que atraen moscas).

La forma de la flor también se adapta a cada tipo de polinizador. Por ejemplo, las flores polinizadas por escarabajos deben ser fuertes para soportar su peso. Las flores para colibríes o insectos que vuelan tienen corolas tubulares, adecuadas para sus picos o lenguas. Las flores para abejas suelen ser amplias y planas, ofreciendo una "pista de aterrizaje".

El conjunto de características que una planta usa para atraer a un polinizador específico se llama síndrome floral. Algunos ejemplos son:

• Melitofilia: Polinización por abejas y avispas. Las flores tienen formas que permiten al insecto posarse, guías de néctar y aromas. A veces, la flor imita a la hembra de una abeja para atraer a los machos.
• Psicofilia: Polinización por mariposas. El néctar está en el fondo de un tubo floral largo, accesible solo para la larga lengua de la mariposa. Las flores para mariposas nocturnas suelen ser pálidas y con olores intensos.
• Miofilia: Polinización por moscas. Las flores emiten olores que imitan alimentos en descomposición o carroña.
• Ornitofilia: Polinización por pájaros. Las flores no tienen aroma (los pájaros no huelen bien), pero sí colores intensos (rojos, amarillos) y mucho néctar.
• Quiropterofilia: Polinización por murciélagos pequeños. Las flores son de colores pálidos, con fuertes aromas y abundante néctar.

Una misma planta puede tener diferentes síndromes florales. Por ejemplo, el género Schizanthus tiene especies polinizadas por insectos (abejas, abejorros), otras por mariposas nocturnas (flores blancas), y otras por colibríes. Esta diversidad ayuda a las plantas a adaptarse a diferentes polinizadores en sus ecosistemas.

Estas estrategias favorecen la fertilización cruzada, que es cuando el polen de una planta fertiliza a otra, lo que ayuda al intercambio de genes. Para evitar la autofecundación (cuando una flor se fertiliza a sí misma), las plantas tienen barreras genéticas (autoincompatibilidad) o físicas (separación de las partes masculinas y femeninas en el espacio o en el tiempo).

Formación de las células reproductivas y fertilización

Representación esquemática de los eventos que tienen lugar durante la fertilización de una angiosperma. Leyendas: fu: funículo, cha: chalaza, nu: nucela, mi: micrópila, ii: tegumento interno, ie: tegumento externo, e: saco embrionario, ek: núcleos polares, ei: oósfera y sinérgidas, an: antípodas, g: estilo, n: estigma, p: granos de polen, ps: tubos polínicos.

Diagrama del ciclo de vida de una angiosperma.

Tubos polínicos germinando a partir de granos de polen de Lilium.

El polen, que contiene las células reproductivas masculinas, se forma dentro de los sacos polínicos de las anteras. Allí, unas células especiales se dividen para formar microsporas, que tienen la mitad de los cromosomas de la planta. Cada microspora se convierte en un grano de polen, desarrollando una pared protectora y dividiendo su núcleo para formar dos núcleos: uno vegetativo y otro generativo. Este último se divide de nuevo para formar dos núcleos gaméticos o espermáticos.

Las células reproductivas femeninas se desarrollan dentro del óvulo. Una célula especial se divide para formar cuatro megásporas, de las cuales solo una sobrevive. Esta megáspora se divide varias veces para formar el saco embrionario, que contiene siete células y ocho núcleos. En el saco embrionario típico, se encuentran la oósfera (la célula femenina), dos sinérgidas (células acompañantes), una célula media con dos núcleos polares, y tres antípodas.

La fertilización en las angiospermas es un proceso con varias etapas: 1. Los granos de polen llegan al estigma de la flor y germinan, formando un tubo polínico. 2. El tubo polínico crece a través del estilo hasta llegar al saco embrionario del óvulo. 3. Dentro del óvulo, el tubo polínico descarga los dos núcleos generativos. 4. Uno de los núcleos generativos se une con el núcleo de la oósfera, formando un cigoto (que se convertirá en el embrión). 5. El otro núcleo generativo se une con los dos núcleos polares de la célula media, formando un núcleo que dará origen al endosperma (un tejido que nutre al embrión).

Este proceso de doble fertilización es único de las angiospermas. El embrión y el endosperma, junto con otras partes, forman la semilla, que es la estructura que permite a la planta dispersarse y crecer.

Origen y evolución de las flores

En 1998, se encontró en China un fósil de más de 125 millones de años, llamado Archaefructus. Este fósil tenía frutos que se parecían a los de las angiospermas. Aunque hubo debate sobre si era una angiosperma primitiva, el descubrimiento de Archaefructus eoflora con flores masculinas y femeninas, y algunas bisexuales, sugirió que las flores ya existían en el Cretácico inferior.

En 2007, se encontró otra flor fósil perfecta en la misma formación, llamada Euanthus ("flor verdadera"). Tenía tépalos, 10 estambres y gineceo, lo que indica que las flores modernas ya existían hace más de 125 millones de años.

Los estudios genéticos sugieren que las angiospermas más antiguas (como Amborella) se separaron de otros grupos hace unos 130 millones de años. Luego, las magnólidas y, poco después, las eudicotas y monocotiledóneas se diversificaron rápidamente hace unos 125 millones de años. Al final del Cretácico, ya existían más del 50% de los grupos de angiospermas actuales.

Se cree que las angiospermas se originaron en lugares húmedos y con cambios frecuentes. Aunque al principio no eran muy importantes, sus innovaciones, como la flor, les dieron la flexibilidad para diversificarse rápidamente y ocupar muchos hábitats.

¿Cómo surgieron las flores y la polinización por insectos?

La forma más antigua de polinización en las plantas con semillas era por el viento (anemofilia). Esto requiere producir mucho polen y que las plantas crezcan juntas en lugares abiertos. Los fósiles confirman que las angiospermas primitivas se polinizaban así.

Hace mucho tiempo, algunos insectos que se alimentaban de sangre o de otras cosas, empezaron a comer plantas. Primero comían hojas, luego polen y semillas. Esto puso mucha presión sobre las plantas, que desarrollaron defensas químicas (metabolitos secundarios) para protegerse. Pero los insectos también evolucionaron para resistir estas defensas.

Para proteger su polen y semillas, que son muy importantes para la reproducción, las plantas empezaron a desarrollar hojas modificadas que rodeaban y protegían estas estructuras. Las teorías actuales sugieren que las flores cíclicas (con partes en círculos) se formaron a partir de estas hojas modificadas. Los fósiles de Bennettitales, un grupo de plantas primitivas, muestran prototipos de flores que apoyan esta idea.

Con el tiempo, estas protoflores crecieron, atrayendo a más tipos de animales, incluyendo pequeños mamíferos. Al principio, la polinización era difusa (varios animales polinizaban la misma flor), pero la coevolución llevó a una mayor especialización, y hoy en día, la mayoría de las plantas son polinizadas por un solo grupo de insectos.

Las flores evolucionaron para atraer a los insectos con néctar u otras recompensas. Como las plantas no pueden moverse, dependen de los insectos para llevar el polen de una planta a otra y asegurar la polinización cruzada, que es vital para la diversidad genética. Los insectos son muy eficientes porque visitan muchas flores mientras buscan alimento.

Este proceso de selección mutua ha favorecido las flores con formas, colores y fragancias atractivas para los insectos. Las flores que atraen más insectos dispersan mejor su polen y tienen más descendencia. Esto ha llevado a una enorme variedad de flores en las angiospermas, incluso cambiando la simetría de las flores para mejorar la interacción con los polinizadores.

¿Por qué las flores hermafroditas son tan comunes?

Distilia en Primula vulgaris. Las flores Pin (A) presentan los filamentos de los estambres cortos y los pistilos largos. Las flores Thrum (B) muestran, en cambio, pistilos cortos y filamentos largos. Referencias: 1.- Pétalos, 2.-Sépalos, 3.- Anteras de los estambres y 4.- Pistilo. Las únicas polinizaciones legítimas son las que se producen en cruzamientos Pin x Thrum o Thrum x Pin.

La coevolución entre flores e insectos se basa en la "eficiencia de la polinización". Esto significa que, cuando un insecto visita una flor, debe poder depositar polen en el estigma y, al mismo tiempo, recoger más polen para alimentarse. Si una flor solo tuviera partes femeninas, el insecto no tendría incentivo para visitarla. Por eso, las flores hermafroditas, que tienen ambas partes, son las más eficientes para mantener esta relación y son el tipo más común en las angiospermas.

La gran ventaja de la polinización por animales es que el polen se transporta de forma mucho más precisa. Esto permite a las plantas producir menos polen, a diferencia de la polinización por viento que requiere grandes cantidades. Además, las angiospermas pudieron ocupar hábitats sin viento, como el interior de los bosques.

A diferencia de las gimnospermas, donde el polen es capturado directamente por una "gota polinizante" en el óvulo, las flores de las angiospermas protegen los óvulos dentro del ovario. Esto les dio mayor independencia de la humedad ambiental, lo que, junto con el hermafroditismo y la polinización por animales, explica por qué las angiospermas se volvieron tan dominantes.

En las flores hermafroditas, es fácil que ocurra la autofecundación (polinización directa dentro de la misma flor), lo que puede reducir la diversidad genética. Por eso, las angiospermas han desarrollado muchas adaptaciones para favorecer la polinización cruzada (entre diferentes plantas). El estilo y el estigma actúan como "filtros" que impiden la germinación del polen si no es de la especie correcta o, en la mayoría de los casos, si es de la misma planta (autoincompatibilidad).

Una adaptación para evitar la autofecundación es la heterostilia, donde existen diferentes tipos de flores en la misma especie, que varían en la longitud de los pistilos y estambres. Por ejemplo, en la Primula, hay flores con estambres cortos y pistilos largos (Pin), y otras con estambres largos y pistilos cortos (Thrum). La fertilización solo ocurre cuando el polen se transfiere entre diferentes tipos de flores.

Otra forma de favorecer la polinización cruzada es separar en el tiempo la maduración de las partes masculinas y femeninas. En las plantas dicógamas, los estambres y estigmas maduran en momentos diferentes. Si los estambres maduran antes, se llama protandria; si los estigmas maduran primero, se llama protoginia.

La existencia de flores unisexuales (plantas con flores masculinas y femeninas separadas, o plantas con individuos masculinos y femeninos) también ayuda a evitar la autofecundación.

Sin embargo, en muchas angiospermas, ha evolucionado la autofecundación facultativa (opcional) o incluso obligatoria. Esto ocurre cuando la autoincompatibilidad desaparece y el polen se transfiere al estigma de la misma flor. La polinización que ocurre cuando la flor aún es un botón y no se ha abierto se llama cleistogamia, común en las gramíneas. La autofecundación permite que una planta aislada pueda reproducirse, lo que es útil para plantas pioneras o en ambientes extremos donde no hay muchos polinizadores. Las especies que se autofecundan obligatoriamente suelen tener flores pequeñas, sin fragancia ni néctar. A menudo, la autofecundación y la polinización cruzada coexisten en la misma planta, asegurando la reproducción y, al mismo tiempo, buscando mayor diversidad genética.

Floración: el momento de abrirse

Un momento muy importante en la vida de una planta con flores es cuando pasa de ser joven a ser reproductiva, es decir, cuando empieza la floración (también llamada antesis). Para que esto ocurra con éxito, la floración debe sincronizarse con otras plantas de la misma especie, y la planta debe haber crecido lo suficiente para soportar la energía que requiere producir flores, frutos y semillas. Por lo tanto, la planta necesita procesar información del ambiente y de su propio cuerpo antes de florecer.

Los factores externos que más influyen en la floración son la luz (su intensidad y la duración del día o fotoperíodo) y la temperatura. Las temperaturas más altas aceleran el crecimiento y la floración. Además, muchas plantas necesitan pasar por un período de frío (vernalización) para poder florecer, como si necesitaran sentir el invierno para saber que viene la primavera. También influyen factores internos como el reloj circadiano de la planta y algunas hormonas. Por ejemplo, la planta Arabidopsis thaliana florece más rápido cuando los días son largos, ha pasado por el frío del invierno y la temperatura ambiente sube, lo que simula las condiciones de la primavera.

Los científicos han estudiado los genes que controlan la floración y han descubierto que hay al menos cuatro vías de señalización que la regulan, respondiendo a la duración del día, las hormonas, la temperatura y la vernalización.

Cuando una planta llega a la etapa reproductiva, sus puntos de crecimiento (meristemas) dejan de producir hojas normales y empiezan a producir las partes de la flor. Esto significa que el crecimiento de la flor es limitado. En las plantas anuales, la floración marca el final de su ciclo de vida. En las plantas perennes, la floración se repite varias veces a lo largo de su vida.

Una flor puede nacer en la punta del tallo principal o en las ramas laterales. A menudo, el inicio de la floración va acompañado de un rápido alargamiento del tallo, especialmente en plantas que crecen en forma de roseta, como las gramíneas o las plantas con bulbo.

Las partes de la flor se forman a partir de células que se dividen y crecen, de manera similar a cómo se forman las hojas. Los sépalos y pétalos se parecen más a las hojas en su desarrollo. Los estambres se forman como estructuras cortas y gruesas, y luego el filamento se alarga. El desarrollo del gineceo varía según cómo se unan los carpelos entre sí y con otras partes de la flor.

¿Cómo se forman las flores a nivel molecular?

Diagrama de la expresión diferencial de los genes A, B y C en los distintos verticilos de una flor de Arabidopsis.

La idea de que todas las partes de una flor son hojas modificadas se conoce como la "teoría foliar", propuesta por Goethe en 1790. Él sugirió que un estambre es un pétalo contraído, y un pétalo es un estambre expandido, y que los sépalos son hojas modificadas.

Casi 200 años después, la biología molecular ha descubierto los mecanismos genéticos que controlan el desarrollo de las flores. Un avance importante fue el modelo "ABC", que explica cómo se determina la identidad de los órganos florales. Este modelo ha sido confirmado por el descubrimiento de que los genes involucrados son muy similares en plantas que se separaron hace millones de años.

El modelo ABC explica que la identidad de las partes de la flor (sépalos, pétalos, estambres y carpelos) se debe a la acción de al menos tres tipos de genes (A, B y C) que se expresan de forma diferente en cada círculo de la flor:

• Sépalos: Solo se expresan los genes A.
• Pétalos: Se expresan los genes A y B.
• Estambres: Se expresan los genes B y C.
• Carpelos: Solo se expresan los genes C.

Además, los genes A y C son opuestos: si uno se expresa, el otro no.

Si uno de estos genes no funciona, la identidad de los órganos cambia. Por ejemplo, si el gen A no se expresa, la flor tendrá carpelos en lugar de sépalos, y estambres en lugar de pétalos.

También se han propuesto funciones adicionales, D y E. La función D se relaciona con la identidad del óvulo, y la función E es necesaria para el desarrollo de todos los círculos florales. Si la función D se pierde, los óvulos se parecen a hojas. Si la función E se pierde, las partes internas de la flor se transforman en sépalos o incluso en hojas.

El modelo ABC ayuda a entender cómo se forman las flores y permite manipular estos genes para crear flores con diferentes combinaciones de partes.

Simbolismo de las flores

En todas las culturas y a lo largo de la historia, las flores han sido una forma de expresar información emocional entre los seres humanos. Se ha encontrado polen en cuevas de neandertales, lo que sugiere que las flores podrían haber sido parte de ceremonias para honrar a los difuntos, aunque esto aún se discute.

En la antigüedad, las flores no solo eran hermosas, sino que también tenían un significado místico y cósmico. En Japón, donde se practica el arte del arreglo floral (ikebana), la flor simboliza el ciclo de la vida y su corta duración. La flor que Buda a veces muestra, representa la perfección y la iluminación. En la Grecia antigua, las flores se asociaban con las almas de los muertos. En el Taoísmo, la "flor de oro" simboliza la máxima iluminación espiritual.

Lirios en un fresco de la edad de bronce que representa un paisaje primaveral. Excavaciones de Akrotriri, Santorini, Grecia.

En las sociedades americanas prehispánicas, las flores tenían muchos significados. Las representaciones de flores de cuatro pétalos, por ejemplo, eran símbolos religiosos importantes en Mesoamérica. En Teotihuacán, las flores formaban parte de pinturas murales, a veces representando un paraíso o la belleza de las palabras. Algunas flores tenían un carácter sagrado y se usaban en ceremonias, como el "nardo" (Polianthes tuberosa) o el "cempasúchil" (Tagetes erecta), conocido como "flor de muertos" en México, usadas por su fuerte perfume para comunicarse con seres sobrenaturales o como protección. Los lirios (Lilium) han sido símbolo de pureza durante cientos de años, y esta asociación pasó al cristianismo, donde la Virgen María a menudo se representa con lirios. El símbolo de la flor de lis se basó originalmente en una especie de iris y se usó en pinturas religiosas egipcias e indias mucho antes de ser un emblema de los reyes de Francia. Las flores han sido símbolos de poder real y belleza durante miles de años.

Arreglo de Ikebana.

El ikebana es el arte japonés de arreglar flores, ramas, hojas, frutos y semillas. Además de su belleza, se usa como método de meditación. En los diseños tradicionales, las flores y ramas se dirigen hacia arriba en grupos de tres, representando la armonía entre el cielo, el hombre y la Tierra.

Las flores también se han usado para comunicarse. En el siglo XIX, el "lenguaje de las flores" se hizo popular en Europa, con libros que explicaban el significado de cada flor para enviar mensajes a amigos y seres queridos. Por ejemplo, una rosa significaba "bella como una flor", y un girasol, "tu amor es para mi vida lo que el sol para esta flor".

¿Cómo nos afectan las flores emocionalmente?

Las flores reflejan nuestras emociones y estados de ánimo. A menudo, las usamos para expresar simpatía, alegría, orgullo o para celebrar. También se usan en contextos religiosos, considerándolas una vía directa a la comunicación espiritual. Además, muchas flores se usan para adorno personal o para hacer perfumes. La mayoría de las fragancias comerciales tienen un toque floral.

Aunque las flores tienen algunos usos prácticos (culinarios o medicinales), la mayoría de las especies que cultivamos tienen un propósito principalmente emocional. Por ejemplo, en Estados Unidos de América, el mercado de flores movió casi 5.000 millones de dólares en 2001.

Aunque podríamos pensar que nos gustan las flores por asociaciones aprendidas con eventos sociales, la forma en que se usan universalmente en diferentes culturas y épocas, y la falta de un sustituto, sugiere que hay algo más profundo. Hemos cultivado flores por más de 5000 años, a pesar del trabajo y la energía que esto implica.

Varios estudios han demostrado que las flores provocan emociones positivas. En un estudio, las mujeres que recibían flores sonreían de inmediato y reportaban sentirse mejor hasta tres días después. En otro estudio, dar una flor a personas en un ascensor generó un comportamiento social más positivo. También se ha demostrado que las flores mejoran el estado de ánimo y la memoria en personas mayores de 55 años. Estos efectos son inmediatos y a largo plazo. Se ha propuesto que las flores pueden influir en nuestro comportamiento socioemocional porque están adaptadas a un "nicho emocional" en nuestra especie. También se han investigado sus efectos terapéuticos: pacientes en recuperación de cirugía necesitaron menos calmantes y tuvieron mejores respuestas fisiológicas cuando tenían flores en su habitación.

Floricultura: el cultivo de flores

Una rosa azul, obtenida mediante colorantes artificiales. Este tipo de rosas se está tratando de obtener por medio de ingeniería genética.

La floricultura es el arte y la técnica de cultivar plantas para obtener flores y venderlas en floristerías y viveros. Hay dos tipos principales:

• Particular: Asociada con la jardinería, donde las personas cultivan flores por su belleza y satisfacción personal.
• Comercial: Cultivo de plantas para obtener flores con fines de lucro. Los productos pueden ser para decoración, industria o medicina. Esta actividad también incluye la producción de semillas, bulbos y otros elementos necesarios como fertilizantes, agroquímicos (insecticidas, fungicidas) y macetas.

El mercado internacional de flores cortadas se concentra en tres grandes mercados: Estados Unidos, la Unión Europea y Japón. Estos mercados producen gran parte de sus propias flores, pero también importan mucho de otros países. Por ejemplo, Estados Unidos importa el 59% de sus flores, principalmente de Colombia, Ecuador y los Países Bajos. Las flores más vendidas a nivel internacional son las rosas, los claveles, los crisantemos y varias especies de plantas bulbosas como los tulipanes y las azucenas. Los Países Bajos son el centro de distribución más importante del mundo.

El crecimiento de este mercado se debe a que las personas con ingresos medios y altos usan las flores para decorar sus hogares, como regalos y para su disfrute personal. Una consecuencia de este crecimiento es la gran inversión en investigación para obtener nuevas variedades de flores, tanto por mejoramiento genético tradicional como por ingeniería genética.

Galería de imágenes

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  Flores usadas en los cementerios

Véase también

En inglés: Flower Facts for Kids