El reloj circadiano controla las floraciones de girasol, optimizando para los polinizadores


Un reloj circadiano interno controla los anillos concéntricos distintivos de la floración en los girasoles, lo que maximiza las visitas de los polinizadores, según muestra un nuevo estudio de biólogos de plantas de la Universidad de California, Davis. El trabajo se publica el 13 de enero en eLife .


por Andy Fell, Universidad de California en Davis


Una cabeza de girasol se compone de cientos de pequeños floretes. Debido a la forma en que crecen los girasoles, los floretes más jóvenes están en el centro de la cara de la flor y los más maduros en los bordes, formando un patrón espiral distintivo desde el centro hasta el borde.

Un flósculo individual florece en un par de días: el primer día abre la parte masculina de la flor y presenta el polen; al segundo día, el estigma femenino se despliega para recibir el polen. De alguna manera, los floretes se coordinan para que se abran en anillos concéntricos comenzando desde el borde y moviéndose hacia adentro en días sucesivos, con un anillo de flores femeninas siempre fuera de las flores masculinas que contienen polen en la etapa anterior.

Las abejas polinizadoras tienden a aterrizar en los pétalos de los rayos alrededor de una cabeza de girasol y caminar hacia el centro, dijo la autora principal Stacey Harmer, profesora de biología vegetal en la Facultad de Ciencias Biológicas de UC Davis. Eso significa que recogerán el polen después de haber caminado sobre los floretes femeninos y luego lo llevarán a una cabeza de flor diferente.

El reloj circadiano controla las floraciones de girasol, optimizando para los polinizadores
A la izquierda, una cabeza de girasol cultivada en condiciones normales. Los floretes maduran en anillos concéntricos día a día. La cabeza de la flor de la derecha creció con un reloj circadiano interrumpido y sus flores no se abrieron en el patrón correcto. Crédito: laboratorio Harmer, UC Davis

Harmer y la investigadora postdoctoral Carine Marshall querían entender cómo el patrón espiral de los floretes se convierte en anillos concéntricos de floración. El laboratorio de Harmer había establecido previamente que los ritmos circadianos controlan cómo los girasoles en crecimiento siguen al sol durante el día.

El reloj circadiano interno de una planta o animal funciona en un ciclo de aproximadamente 24 horas, lo que permite que se activen diferentes genes en diferentes momentos del día. Los ciclos naturales de día/noche mantienen este reloj interno sincronizado con la hora real del día. Cambiar la duración de la luz del día o la oscuridad puede restablecer el reloj. En los girasoles, la luz continua interrumpe el reloj por completo.

Vídeo de lapso de tiempo

Los investigadores tomaron videos de lapso de tiempo de girasoles cultivados en diferentes condiciones de luz/oscuridad o temperatura . Descubrieron que el reloj circadiano de la planta controla la apertura de los floretes. Cuando el reloj se vio interrumpido por el cultivo de plantas con luz continua, los floretes no se abrieron en anillos concéntricos , sino solo por edad, comenzando en el borde y moviéndose hacia el centro en un gradiente continuo.

Cuando las plantas que se habían cultivado con un reloj interrumpido se trasladaron al exterior, atrajeron menos polinizadores que los girasoles normales.

«Creemos que poder coordinarse de esta manera los convierte en un mejor objetivo para las abejas», dijo Harmer. «Es una estrategia para atraer tantos insectos como sea posible».

A medida que los agricultores se adapten a un clima cambiante, será cada vez más importante hacer que la polinización sea lo más eficiente posible en los cultivos que lo requieran, dijo Harmer. Comprender cómo el reloj circadiano y el medio ambiente afectan la floración ayudará a los mejoradores a desarrollar cultivares que florezcan en los momentos óptimos del día para promover la polinización, a pesar del cambio climático y la disminución de las poblaciones de insectos, dijo.

Más información: Carine M Marshall et al, El reloj circadiano controla los patrones temporales y espaciales del desarrollo floral en el girasol, eLife (2023). DOI: 10.7554/eLife.80984



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