Geometría y captura de presas en las plantas carnívoras

Investigadores de la Universidad de Oxford, en colaboración con el Instituto Matemático, han dado a conocer recientemente un estudio revolucionario publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS). Su investigación se centra en las plantas carnívoras del género Nepenthes, más conocidas como plantas sarracenas, que se encuentran principalmente en las regiones tropicales del sudeste asiático. Estas plantas son famosas por sus trampas en forma de copa, destinadas a capturar presas, generalmente insectos.

El estudio, dirigido por el Dr. Chris Thorogood, del Jardín Botánico de Oxford, ha tratado de comprender por qué estas plantas presentan tal variedad de formas y tamaños. Los investigadores han descubierto que la forma, el tamaño y la geometría de las sarracenas influyen en el tipo de presas que son capaces de atrapar. Las sarracenas utilizan un mecanismo bien conocido para capturar a sus presas: un borde resbaladizo en la parte superior, llamado peristoma, cubierto de crestas que retienen una fina película de agua, lo que provoca que la presa caiga en un líquido digestivo situado en el fondo de la trampa.

Para estudiar esta diversidad de formas, los investigadores aplicaron modelos matemáticos a las plantas cultivadas en el Jardín Botánico. Clasificaron las formas en cuatro grupos, lo que facilitó las comparaciones gracias a reconstrucciones matemáticas. Utilizando un enfoque de «masa puntual», equivalente a un insecto que se desliza por la trampa, midieron la eficacia hipotética de captura para cada forma. Además, se calculó el coste energético de la producción del peristoma teniendo en cuenta la superficie relativa y la pendiente de las diferentes estructuras.

Los resultados mostraron que la geometría del peristoma tenía un impacto significativo en la capacidad de la planta para capturar determinadas presas. Por ejemplo, los peristomas muy acampanados parecían especialmente adaptados para la captura de insectos que caminan, como las hormigas. Esta diversidad de formas podría estar relacionada con el entorno de las sarracenas, que crecen en hábitats pobres en nitrógeno, como montañas, pantanos y bosques tropicales. Al capturar insectos ricos en nitrógeno, obtienen una ventaja nutricional frente a las plantas no carnívoras.

El estudio también reveló que el tamaño de la trampa se correlacionaba con los tipos de presas disponibles en un hábitat determinado. Esta adaptación permitiría a las sarracenas maximizar su eficacia de captura en función de los recursos disponibles.

En resumen

En definitiva, esta investigación demuestra que la variedad de formas y tamaños observada en las sarracenas carnívoras es una respuesta evolutiva a las diferentes presas disponibles en su entorno. Mediante el uso de modelos matemáticos, los investigadores han contribuido a desentrañar este misterio botánico y han allanado el camino para futuros estudios sobre estas fascinantes plantas carnívoras en el Jardín Botánico de Oxford.