2.52: Girasol - Helianthus annuus

El girasol es una planta familiar que tiene la distinción de ser la única especie de cultivo ampliamente utilizada que se originó en América del Norte. Aunque los nativos americanos domesticaron la planta y seleccionaron plantas con cabezas individuales y semillas más grandes, su uso inicial después de ser introducido en Europa fue principalmente como planta ornamental en jardines. Primero se hizo popular como planta de cultivo en Rusia, en gran parte como consecuencia de los edictos de la Iglesia Ortodoxa Oriental sobre las restricciones de dieta durante la Cuaresma. Durante la Cuaresma, se prohibió el consumo de aceites de una variedad de plantas (por ejemplo, oliva, palma, sésamo), pero el girasol, una llegada reciente, no fue prohibido y el girasol se convirtió en un cultivo importante en Rusia al ser fuente de aceite durante la Cuaresma. Ahora es la flor nacional tanto de Rusia como de Ucrania. A principios del siglo XX, el girasol regresó a Norteamérica como cultivo cultivado principalmente por su petróleo tanto en el norte de Estados Unidos como en Canadá. En el hemisferio sur, Argentina es uno de los principales productores de girasol. El aceite de girasol se utiliza tanto en la cocina como también industrialmente (por ejemplo, como base para pinturas). Se puede utilizar como sustituto del gasoil directamente o después de ser convertido primero en biodiesel. Después de extraer el aceite, la semilla restante puede ser utilizada para la alimentación animal. En una medida muy limitada las semillas de girasol se comen directamente, ¡especialmente por los beisbolistas!

Filogenia

Helianthus es un género perteneciente a la familia de los girasol (Asteraceae), una de las familias más grandes angiospermas. Hay aproximadamente 70 especies, tanto anuales como perennes, siendo H. annuus (una anual) la especie de cultivo más importante. Una especie perenne (H. tuberosus) llamada alcachofa de Jerusalén, se cultiva ocasionalmente por sus tubérculos comestibles.

Estructura

Sección transversal de tallo de girasol que muestra epidermis (A), corteza (D), médula (C) y haz vascular (B), con gran tapa de fibras de floema y vasos de xilema lignificados y traquieds teñidos de rojo.

S unflower es una herbácea anual. Aunque los representantes silvestres suelen ser ramificados, la forma cultivada normalmente no se ramifica y consiste en un solo tallo que tal vez sea muy superior a 2 m de altura con la única cabeza grande inhibiendo la producción de ramas. El tallo produce un cámbium vascular pero no forma madera (un cilindro continuo de xilema secundario) sino que se suma a los haces vasculares existentes. Aunque no produce madera, el tallo es notablemente “leñoso”, lo que significa resistente, duradero y resistente a la deformación. La mayoría de las células en el xilema primario y floema están ampliamente lignificadas y producen un tallo fuerte, capaz de soportar varios metros de altura y sostener una cabeza que puede pesar hasta dos kilogramos o múltiples cabezas mucho más pequeñas. El tallo suele tener más de 5 cm de diámetro, con la mayor parte del ancho del crecimiento primario. El grueso del tallo es médula y la fuerza proviene de un anillo de haces vasculares cerca del margen del tallo.

Los campos de girasoles maduros son llamativos porque todas las cabezas, independientemente de la hora del día, están orientadas en la misma dirección, hacia el este. En contraste, las cabezas de flores más jóvenes, antes de que comiencen a florecer, muestran un movimiento diario, rastreando el sol de este a oeste durante el día y luego regresando al este durante la noche. El control del movimiento probablemente involucra tanto un reloj biológico endógeno como una respuesta a la luz incidente.

Los 'pétalos' más externos son flores de rayos, con pétalos grandes que se extienden radialmente. En el medio hay cientos de flores de disco individuales, dispuestas en espirales.

Las cabezas de girasoles son un buen lugar para observar las espirales asociadas a la arquitectura vegetal. Las espirales que giran tanto en sentido horario como antihorario son evidentes. Y el número de espirales suele relacionarse con dos números en la secuencia de Fibonacci (momath.org/home/fibonacci-números-de-espirales de semillas de girasoles/). Consulte también el siguiente enlace que conecta la serie Fibonacci con el 'ángulo dorado', un interesante concepto matemático y artístico (www.mathsisfun.com/numbers/nature-golden-ratio-fibonacci.html).

Sexo y reproducción

Los girasoles se reproducen utilizando semillas producidas en el patrón normal para angiospermas. Las flores son características de la familia Asteraceae. La 'flor' es en realidad una inflorescencia, una estructura de varios cientos de flores de dos tipos: los 'pétalos' de un girasol son flores de rayos, con un pétalo grande que en realidad está compuesto por cinco partes fusionadas y está orientado asimétricamente, extendiéndose hacia un lado de la flor. Las flores de rayos suelen ser estériles, careciendo de partes tanto masculinas como femeninas. Las flores de disco central que conforman el grueso de la inflorescencia tienen pétalos mucho más pequeños dispuestos en un anillo. Son bisexuales y tienen una fenología distinta (timing). Para la cabeza en su conjunto las flores centrales del 'disco' maduran desde el exterior hacia adentro, es decir, las primeras flores que se abren están en el exterior. Cada flor individual también tiene un patrón de desarrollo. Las anteras maduran primero, poniendo el polen a disposición de los polinizadores, principalmente las abejas. Después de que el polen ha estado disponible durante varios días un estigma empuja hacia arriba a través del anillo de anteras. La autopolinización de una flor en particular por sí misma es poco probable a menos que la flor no haya sido visitada por polinizadores, en cuyo caso aún puede permanecer abundante polen. Mientras que el H. annuus anual, debe establecer semilla para reproducirse, la perenne H. tuberosa puede reproducirse a través de sus tubérculos que, al igual que las papas, se producen en tallos subterráneos (rizomas) que permiten que la planta se extienda lateralmente y es parte de la razón de que H.tuberosa puede ser un problema de maleza.

Materia y energía

El girasol es un autotrofo fotosintético que utiliza la vía fotosintética C 3.

Interacciones

El girasol probablemente representa un caso clásico en la evolución de los cultivos. Se trata de una especie 'maleza' en un sentido ecológico, una que prospera en hábitats perturbados. Debido a esto, probablemente frecuentaba las zonas cercanas a la habitación humana primitiva. Posteriormente los humanos reconocieron su utilidad y comenzaron a cultivarlo activamente y con ello desarrollarlo como cultivo. Un escenario similar también puede aplicarse al trigo y otras especies de cultivos.

Alcachofa de Jerusalén (H.tuberosa) en flor

Tubérculos comestibles (en realidad rizomas)