La reproducción sexual de las orquídeas es un capítulo apasionante y complejo. Las flores, más que “simples” estructuras de finas texturas y colores llamativos, bien pueden calificarse como un señuelo cuya característica esencial es el contener las células reproductivas femeninas y/o masculinas.

Por definición, para la Real academia de la lengua, una semilla es aquella parte del fruto de las fanerógamas, que contiene el embrión de una futura planta, protegido por una testa, derivada de los tegumentos del primordio seminal. Entiéndase por fruto aquella estructura que se forma como consecuencia de la fertilización de una flor y que contiene las semillas.

Las plantas vasculares surgieron hace unos 400 millones de años, en el devónico, representadas inicialmente por las progimnospermas, lycophytas y stenophytas. Se considera que las gimnospermas aparecieron 100 millones de años después, en el devónico tardío, y probablemente hayan sido de las primeras plantas con semilla. Las angiospermas, grupo al que corresponden las orquídeas, aparecieron hace 140 millones de años en el cretácico. Para algunos autores estas últimas aparecieron hace por lo menos 60 millones de años y probablemente las primeras hayan sido terrestres.

Una de las peculiaridades de las orquídeas es lo sofisticado de su reproducción sexual. Las semillas, especialmente pequeñas, con peso de 0.3 a 14 microgramos , y una longitud de 0.11 a 1.97 mm, según la especie, hacen que a simple vista, en conjunto, tengan aspecto de arenilla muy fina, de ahí el nombre de “semillas polvo” o “dust seeds”. En la evolución estas plantas tuvieron que pasar por una serie de adaptaciones con repercusiones extraordinarias en el modo de multiplicarse sexualmente. Si en otras familias, las semillas tienen fundamentalmente testa, endocarpio y embrión, en el caso de las orquídeas se eliminó el endocarpio, la parte mas voluminosa y que almacena nutrimentos para la germinación y el desarrollo temprano de la nueva planta.

El embrión y la testa probablemente también hayan disminuido sus dimensiones hasta quedar el primero representado por un cúmulo de menos de una docena de células o, cuando más, alrededor de setecientas. La testa, que en realidad es tejido de la planta madre, específicamente de esa porción que en su momento cubría al  óvulo, se redujo a un complejo de células muertas ( en el caso de semillas secas ) que forman un caparazón que circunda a las embrionarias y se adhiere a ellas firmemente, emite finos filamentos de tejido que avanza a manera de red hasta terminar en una membrana externa de células que recubren casi totalmente al complejo. Queda, así, el embrión en el interior de una especie de globo: Cuando las semillas maduran y la cápsula se abre, todo el complejo de la testa está construido solamente por células muertas. El embrión se mantiene más o menos en la misma posición de la semilla gracias a la red de restos de tejido que une a ambas capas de aquel globo. El espacio que queda entre ellas y la malla que las une es ocupado por aire. Esa estructura de células muertas, de aspecto transparente e incoloro y en alguna especies teñida; aparentemente tan frágil, probablemente sea una barrera biológica con funciones importantísimas. En la naturaleza su hidratación y desaparición son especialmente lentas, lo que hace que las células del embrión incorporen agua y den inicio a la germinación lentamente, dando así tiempo a que se colonice y establezca simbiosis con micorrizas, relación que se mantendrá durante toda la vida de la planta.

Hay pruebas que demuestran que la desinfección de semillas con agentes diversos y por métodos físicos como el ultrasonido o el tratamiento con detergentes o ácido clorhídrico, deterioran la testa. Es esta una de las razones por las que la germinación in vitro es más rápida en el cultivo asimbótico que en la naturaleza. Evidentemente hay que considerar que algunas semillas son extraordinariamente sensibles a algunas substancias desinfectantes, en especial al hipoclorito de sodio y que el tratamiento con hipoclorito de calcio suele favorecer una germinación aún más temprana y homogénea. La composición química de la testa es la que le da esas propiedades repelentes al agua (hidrofóbicas): Es rica en homopolisacáridos, celulosa y compuestos grasos como la suberina. Las soluciones desinfectantes deben ser tan  agresivas que eliminen gérmenes, pero tan suaves que solo incrementen la permeabilidad de la testa, sin lesionar al embrión. Es gracias a su peso, su tamaño y el contenido de aire, que las semillas pueden flotar y ser arrastradas por el viento a distancias más o menos largas. También por eso se pueden mantener a flote en las gotas de agua de lluvia y ser arrastradas por las corrientes de los ríos. Sus diminutas dimensiones resultaron desde la prehistoria una ventaja puesto que un solo fruto es capaz de producir, según la especie, hasta seis millones de embriones, muchos de ellos con la posibilidad de ser viables, recorrer distancias relativamente considerables y germinar al caer en un sitio idóneo.

A finales del siglo XIX, la erupción volcánica en Krakatoa terminó con toda forma de vida, tiempo después se observó que cuatro especies de orquídeas fueron algunos de los primeros seres vivos en establecerse en la isla. Las plantas más cercanas se encontraban a unos 400 Km. Algunos animales como pájaros, hormigas, etc. pueden actuar como vectores acarreando inadvertidamente semillas. En el caso de Krakatoa no se descarta que esto explique la presencia de determinadas especies en la etapa posterior a la erupción, las aves probablemente llevaban también en su cuerpo los hongos indispensables para su desarrollo.  Otra ventaja que las orquídeas encontraron en la evolución es el “costo” relativamente económico, con el que pueden producir esa enorme cantidad de semillas, en especial cuando se considera que en una temporada la planta puede formar varios frutos. Arditti, hace más o menos una década elucubraba comparándolas con los cocos ( semillas de las palmeras), hacía énfasis en la gran cantidad de palmeras que se requerirían para lograr reunir una cantidad de cocos similar a la que produce un fruto de orquídea. Citaba también que en algunas especies el contenido de grasa en las células embrionarias es porcentualmente similar al de los cocos, consideraba que ambas eran “semillas grasas” y que probablemente estos compuestos tienen un papel fundamental en las etapas iniciales de la germinación. El citoplasma de las células embrionarias contiene también pequeñas cantidades de proteínas y aún menos carbohidratos. En parte, la corta viabilidad de las semillas se debe a su bajo contenido energético de reserva, aunque se sabe que en algunas especies, en condiciones naturales el embrión se puede mantener vivo hasta por un año.
Una vez que la testa se vuelve permeable al agua, que el embrión se hidrata y que ha iniciado la germinación, es probable que las células puedan absorber nutrimentos directamente del sustrato o medio de cultivo, especialmente carbohidratos. En la naturaleza, la simbiosis con micorrizas parece ser un proceso lento y por tanto su papel en la germinación puede ser de poca importancia, todo lo contrario sucede con el desarrollo ulterior del protocormo y la pequeña planta puesto que los hongos, además de facilitar la nutrición pueden producir hormonas que favorecen la diferenciación y crecimiento tanto de raíces como de hojas.

Para los investigadores el tamaño de las semillas resulta problemático en el trabajo de campo: ¿Cómo localizar una semilla o un embrión que apenas empieza a germinar en la naturaleza? Por el contrario, esa diminutéz de tejido se convierte en una ventaja cuando se trata de propagar asimbióticamente plantas en laboratorio puesto que de un fruto se pueden obtener miles de ellas en un espacio relativamente pequeño y con escaso medio de cultivo o sustrato, siempre y cuando se mantenga una técnica perfecta a fin de evitar la contaminación.

Otra ventaja de la reproducción asimbiótica por semilla es el que los embriones pueden germinar aún cuando el fruto no ha terminado su madurez. Cuando están en formación, las semillas se sustentan a la estructura de la cápsula por medio de una especie de “cordón umbilical” que se llama suspensorio, a través de la cual reciben los nutrimentos indispensables para su desarrollo y maduración. Sucede que cuando la cápsula se cosecha en el momento en el que el embrión ha alcanzado dos terceras partes del tamaño que tendría al llegar a la madurez, sus células tanto basales como meristemáticas son totalmente viables. Esto es, tienen ya las características indispensables para sobrevivir y originar una nueva planta. Están en plena actividad de división celular y con alta tasa metabólica porque, además, están almacenando nutrimentos en su citoplasma. La testa está formada, en esta etapa, por células aún vivas y su propiedad hidrofóbica es mínima o aún no existe. Cuando las semillas se cultivan asimbióticamente en este momento la técnica se llama “siembra con cápsula verde”. La germinación es más pronta puesto que las células embrionarias, al ser depositadas en un medio nutritivo, continúan con su actividad metabólica, es decir, siguen creciendo y no pasan a la etapa de dormancia como ocurriría si llegan hasta la etapa de semilla seca. Se  cree que la testa y el embrión, a medida que maduran pueden producir substancias, como el ácido  abscícico, con efectos inhibitorios de la germinación. Además de dar resultados en menos tiempo, la siembra a partir de cápsula verde hizo posible la propagación de orquídeas en especies en las que, por semilla seca, no se habían tenido resultados.

Luis Mendoza Teytud