viernes, 25 de marzo de 2016

La historia de los Plátanos (Musaceae, Zingiberales) "fósiles" de Colombia

Dentro de la literatura científica de nuestro país existen una gran cantidad de interesantes artículos científicos escritos hace varias décadas y que desde este espacio intentamos recuperar.  En muchas de estas publicaciones se habla del  registro de flora fósil que tiene nuestro país y que incluye hallazgos de diversos periodos geológicos como el Devónico, el Cretácico o el Cenozoico.
En esta entrada vamos a rescatar un par de publicaciones en las que se menciona el hallazgo de fósiles que se asignaron como pertenecientes a plantas herbáceas de la familia musáceas entre las que se incluye el banano y el plátano, alimentos muy presentes en la dieta habitual de gran parte de la población de muchos países tropicales y subtropicales y  la fruta más popular junto a la naranja y la manzana en los países industrializados.
Pero antes veamos una pequeña introducción a la historia evolutiva de las angiospermas o plantas con flores, grupo al que pertenecen las Musáceas.
La aparición de las angiospermas, un acontecimiento que cambió los ecosistemas terrestres

Fósil de Montsechia vidalii, una de las más antiguas angiospermas o plantas con flores descubiertas. De hábitos acuáticos habitó hace 130 millones de años en lo que actualmente es el pirineo catalán en la península ibérica.

Gracias a la secuencia ininterrumpida de polen fosilizado registrado en prácticamente todos los continentes, se cree que las angiospermas, o plantas con flores aparecieron hace 140 millones de años en el Cretácico inferior y se diversificaron rápidamente durante el Cretácico superior,  aunque un reciente descubrimiento de granos de polen en Suiza  de 240 millones de años de antigüedad parecen indicar que ese acontecimiento sucedió 100 millones de años antes de lo que se pensaba, lo que implica que los antepasados directos de las plantas con flores pueden tener su origen en el Triásico temprano (hace entre 252-247 millones de años) o incluso antes, como ya lo sugieren algunos estudios basados en datos moleculares que arrojan  diversos rangos que van desde el  Pérmico inferior (275 Ma), Triásico superior (221 Ma), y Jurásico inferior (193 Ma) aunque ninguno de estos estudios iba asociado a hallazgos fósiles,  de allí la importancia del hallazgo realizado en Suiza.
En el Cretácico superior  ya se reconocen  un gran número de plantas con flores actuales, sin embargo una mayor modernización ocurre en una segunda radiación ocurrida durante la parte final del Cretácico superior y el Paleoceno (Cenozoico inferior). Esta segunda radiación dio como resultado gran variedad de árboles y arbustos que pertenecen a diversas familias y géneros de modernas plantas con flores que incluye importantes géneros como las dicotiledóneas Magnoliidae (magnolias, chirimoyas, bayas, etc…) y Hamamelidae (abedules, hayas, nueces, olmos, etc…) , eudicotiledoneas  como Rosidae (legumbres, cerezos silvestres, Vid, etc…) y monocotiledóneas (como algunas hierbas) de la subclase Alismatidae (que incluye muchas plantas lacustres y de estanque), Arecidae (palmeras) y Zingiberidae (como el jengibre y el plátano). Los cambios que se produjeron tras la extinción masiva de hace 65 millones de años, permite que grupos de animales que hasta ese momento no tenían mucho protagonismo como mamíferos, aves y muchos grupos de insectos que interactuaban con las plantas contribuyeran al desarrollo de los modernos ecosistemas terrestres durante el Cenozoico inferior.
Evolución y características de las musáceas


Las Musáceas son una familia de plantas que modernos sistemas de clasificación sitúan dentro del  Orden Zingiberales, un grupo de plantas monocotiledóneas en las que se agrupan también el jengibre y algunas plantas ornamentales como Heliconia y que se encuentran ampliamente dispersas por regiones tropicales y subtropicales de todo el mundo. La evidencia fósil demuestra que dos de los miembros de este orden (Zingiberaceae y musáceas) ya estaban presentes en el Cretácico superior.
Recientes estudios basados en el análisis y secuencia del genoma de estas plantas confirman esta hipótesis y sugieren que el Orden Zingiberales surgió entre 88 y 124 millones de años y se estima que la divergencia que dio origen a las Musáceas se produjo en un intervalo de tiempo de entre 61,5 y 87 millones de años, periodo que coincide con la rápida diversificación de las Zingiberales ocurrida en el límite Cretácico / Terciario hace 65 millones de años.
El registro fósil -que incluye hojas, frutos y semillas, (pero no madera ya que al ser plantas monocotiledóneas carecen de la misma)- se extiende desde  el Cretácico inferior al Plioceno de Europa y del Cretácico superior al Paleoceno -  Eoceno de Norte América (Ensete oregonensis y Musopsis groenlandicum) lo que indica que el género estaba mucho más extendido geográficamente y añade peso a la idea de que el sureste de Asia fue un refugio para los géneros afectados por los enfriamientos climáticos que tuvieron lugar durante el Cenozoico.
Recordemos que en la actualidad solo encontramos estas plantas de forma silvestre en Himalaya (norte de India), sudeste asiático, Filipinas, norte de Australia y África. 
 

Familias de Zingiberales: de izquierda a derecha: Marantaceae, Cannaceae, Zingiberaceae, Costaceae, Heliconiaceae, Lowiaceae, Strelitziaceae y Musaceae. (http://botany.si.edu/zingiberales/)
Las musáceas son en realidad hierbas de grandes hojas que pueden alcanzar un gran tamaño y que suelen carecer de un tallo leñoso como los árboles. Las musáceas están conformada por dos géneros: Ensete (incluyendo la especie Musella) también conocido como “falsa banana”  por su apariencia similar a las plataneras, pero de uso ornamental en jardines, aunque en algunos países de África como Etiopía el cultivo de su raíz es muy importante para la alimentación y economía de parte de su población y el género Musa, que incluye las especies Musa acuminata o plátano malayo y que se considera progenitor del plátano comercial; Musa balbisiana también conocido como plátano macho o plátano verde y el híbrido Musa paradisiaca comúnmente conocido como banano, banana, plátano canario, guineo, etc…

Se cree que el plátano fue una de las primeras frutas cultivadas por el hombre cuya domesticación se cree comenzó hace entre 8000 y 5000 años en el sudeste asiático, dando como resultado híbridos derivados del cruce entre diversas especies y sub-especies del género Musa para luego expandirse a lo largo y ancho del trópico y en todas direcciones gracias a las migraciones humanas, llegando en los siguientes dos milenios a la India, Indonesia, Malasia, Filipinas, Nueva Guinea y Australia y posteriormente al continente africano donde se cree llegó en al año 3000 AC.  En tiempos históricos fueron las tropas de Alejandro Magno en su conquista de la india en  el 327 AC las que se encontraron con los cultivos de plátano, y probablemente fueron los árabes los que con la propagación del Islam en 1200 AC trajeron por vez primera el plátano al continente europeo y norte de África aunque se conocía en el mediterráneo desde el año 650 DC. Con lo que respecta al  continente americano, serían los colonizadores portugueses y españoles los que introducirían la fruta en los siglos XV y XVI.
El registro fósil de musáceas en Colombia
El primer estudio donde se menciona el hallazgo de musáceas fósiles en Colombia fue escrito por el Paleobotánico estadounidense Edward W. Berry quien en un artículo titulado “A banana in the Tertiary of Colombia” y publicado en 1925 describía unas semillas carbonizadas halladas en los yacimientos de carbón de los Cerros de Guadalupe cerca a Bogotá, y que fueron recolectadas por el hermano lasallista Ariste del Instituto Lasalle en Bogotá, motivo por el que en su estudio Berry dice no conocer la antigüedad exacta de las semillas por lo que presumiblemente les asigna una edad oligocena. La especie fue bautizada como Musa enseteformis, nombre que sería cambiado por R. K. Jain en 1960 debido a una reevaluación de las Musáceas, la especie fue renombrada como Ensete berryi en homenaje a su descubridor.


Semillas de Musa enseteformis, tomado de Berry E.W. 1925. "A banana in the Tertiary of Colombia".

El segundo registro de una Musácea en nuestro país corresponde a un fósil hallado en 1951 por el profesor Gustavo Huertas en inmediaciones del municipio cundinamarqués de Sasaima el cuál identificó como el fruto de un banano. En 1952 el citado profesor junto al renombrado geólogo holandés Thomas Van der Hammen publican un artículo donde describen las características del citado hallazgo, en el que describen un posible banano del Cretácico de Colombia, un hallazgo que de confirmarse haría que nos replanteáramos las teorías actuales sobre el origen asiático y la antigüedad de las musáceas.
En el estudio se describe una pieza de entre 30 – 33 mm de diámetro y 16 cm de longitud muy semejante en apariencia a un fruto de Musa balbisiana, compuesta de arcilla dura negra y algunos granos de cuarzo grueso con pirita, una composición exactamente igual a la de las rocas de la formación Villeta, por lo que se asume que el fósil estudiado pertenece a esta formación que ha sido datada gracias a los frecuentes restos de ammonites que se encuentran en esta formación, como perteneciente al Aptiense, Cretácico inferior.  

“Banano fósil de Sasaima”, tomado de G. Huertas y T. Van Der Hammen.1953. “Un posible banano (musa) fósil del Cretáceo de Colombia”

En el estudio se concluye que la arcilla reemplazó totalmente el fruto sin conservar el más mínimo rastro biológico del mismo, aunque los autores apuntan que es algo normal, debido a la estructura carnosa y blanda del fruto.
El estudio concluye que el fósil tiene un aspecto general y una estructura del ápice casi idéntica al fruto de una musácea, e indican que no observan características que les indiquen que se trata de una simple concreción, aunque los autores se reservan el beneficio de la duda y se remiten a estudios posteriores o nuevos hallazgos clarifiquen la autenticidad de este banano fósil de 125 millones de años de antigüedad.
Dudas sobre los descubrimientos hechos en Colombia, nuevos análisis, nuevas conclusiones….
En 1965 el científico D. Pons que había reportado ese mismo año el hallazgo de hojas de las especies Zingiberales: Heliconiophyllum, H. elegans y H. falanense pone en duda la autenticidad del hallazgo de G. Huertas y T. Van Der Hammen y lo describe como una simple concreción geológica. En 1970 uno de los autores del banano Cretácico de Sasaima, el profesor Huertas rechaza esta afirmación y cito literalmente: “por causa de sus costillas perfectamente definidas y simétricas así como por los estratos perpendiculares de la longitud, correspondiente a los restos del perianto” e insiste en que los hallazgos de semillas fósiles de Musa enseteformis en los estratos carbonosos de la Formación Guadalupe son correctos, que de ser ciertos darían más argumentos para sostener la autenticidad del citado fruto fósil.
En 1993 los científicos S. Manchester y W. J. Kress publican el hallazgo de semillas fósiles descubiertas en el Eoceno medio de Oregón y nombran a la nueva especie Ensete oregonensis, en ese mismo artículo publicado en el American Jornal of Botany reevaluaron las semillas descritas por Berry y nombradas como Ensete berryi y determinaron que dichas semillas no eran fósiles, si no semillas momificadas pertenecientes a especies actuales. Los datos de isótopos de carbono concluyeron que su antigüedad era de solo 300 años y que realmente correspondían a la especie Ensete ventricosum, una especie que se cultiva en la región a día de hoy.
En el mismo artículo los autores detallan que un nuevo análisis del espécimen descrito por G. Huertas y T. Van Der Hammen revela que se trata simplemente de una concreción sedimentaria con forma de plátano.
El citado “banano fósil de Sasaima” hace parte de las colecciones del Museo Paleontológico de Villa de Leyva.
Nuevos descubrimientos
A pesar de que se demostró que estos hallazgos no correspondían a ningún fósil relacionado con la evolución de las Musáceas, recientes estudios paleoambientales llevados a cabo en la Formación Cerrejón, (Paleoceno de la Guajira), han dado como resultado el hallazgo de muchas hojas que posiblemente pertenezcan al Orden Zingiberales entre cuyos miembros como hemos visto antes, se encuentran las musáceas, estaremos atentos a futuras publicaciones.


Zingiberales identificada en la fauna fósil del Paleoceno de la Formación Cerrejón. Modificado de Wing, S. L.; Herrera, F.; Jaramillo, C. A.; Gómez-Navarro, C.; Wilf, P.; and Labandeira, C. C. 2009. Late Paleocene fossils from the Cerrejón Formation, are the earliest record of Neotropical rainforest.


Quiero darle las gracias al Dr. Carlos Jaramillo por sus oportunos comentarios.

Referencias:
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THOMAS N. TAYLOR, EDITH L. TAYLOR & MICHAEL KRINGS. 2009, Paleobotany, the Biology and Evolution of Fossil Plants - 2Nd Edition.  Elsevier Inc.  pags. 928 - 929
Berry EW 1925a A banana in the Tertiary of Colombia. Am J Sci 10:530-537
Boyd A 1992 Musopsis n gen: A banana-like leaf genus from the early Tertiary of eastern North Greenland. Am J Bot 79:1359-1367
Christelová, P., Valárik, M., Hřibová, E., De Langhe, E. & Doležel, J. (2011) A multi gene sequence-based phylogeny of the Musaceae (banana) family. BMC Evolutionary Biology 11:103
Herrera Fabiany, Jaramillo Carlos A., Dilcher David L, Wing Scott L and Gómez Carolina. 2008. Fossil Araceae from a Paleocene neotropical rainforest in Colombia. American Journal of Botany 95(12): 1569–1583.
Huertas, G. G., 1970. – Disquisición Paleobotánica, Mutisia n. 23, pp. 21•28, 5 figs. Bogotá.
G. Huertas y T. Van Der Hammen. 1953. Un posible banano (musa) fósil del Cretáceo de Colombia. Revista de la academia colombiana de ciencias exactas y físicas naturales 9, 115 - 118
Scott L. Wing, Fabiany Herrera, Carlos Jaramillo, Carolina Gómez-Navarro Peter Wilf and Conrad C. Labandeira. 2009. Late Paleocene fossils from the Cerrejón Formation, are the earliest record of Neotropical rainforest. Proceedings of the National Academy of Sciences. 44: 1-6
John C. Benedict. 2012  Zingiberalean fossils from the Late Paleocene of North Dakota, USA and their significance to the origin and diversification of Zingiberales.  A Dissertation Presented in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Doctor of Philosophy. Arizona State University
Manchester, S. R., y Kress, J. 1993. Fossil bananas (Musaceae): Ensete oregonense sp. nov. from the Eocene of western North America and its phytogeographic significance. American J. Bot. 80: 1264-1272..
Peter A. Hochuli1 and Susanne Feist-Burkhardt.  2013 Angiosperm-like pollen and Afropollis from the Middle Triassic (Anisian) of the Germanic Basin (Northern Switzerland). Frontiers in Plant Science Vol. 4, art. 344, pp 1 - 14.
R.K. Jain. 1960.  Ensete berryi: revised Name for Musa enseteformis Berry. Nature Vol. 187,  Pp. 342 – 343
R.K. Jain. 1964. Studies in Musaceae. IH. Fossil Records of Musaceae and the Origin of Bananas. Botany Section, College of Agriculture, Punjab Agricultural University, Hissar (Punjab) India.
Sitio web:
Wikipedia
The History of the Banana: In the Beginning...                                                                                                  [http://cwh.ucsc.edu/bananas/Site/Early%20History%20of%20the%20Banana.html]
Fotografías sacadas de internet.
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