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La interacción de polinizadores y plagas influye en la evolución de las plantas


Las plantas de Brassica rapa polinizadas por abejorros evolucionan flores más atractivas. Pero esta evolución se ve comprometida si las orugas atacan la planta al mismo tiempo. A medida que las abejas las polinizan de manera menos efectiva, las plantas se autopolinizan cada vez más. 


Universidad de Zurich


En un experimento de evolución en invernadero, los científicos de la Universidad de Zurich han demostrado hasta qué punto los efectos de los polinizadores y las plagas se influyen entre sí.

En la naturaleza, las plantas interactúan con toda una gama de organismos, impulsando la evolución de sus características específicas. Mientras que los polinizadores influyen en los rasgos florales y en la reproducción, los insectos herbívoros mejoran los mecanismos de defensa de la planta. Ahora los botánicos de la Universidad de Zurich han investigado la forma en que estas diferentes interacciones se influyen entre sí y la rapidez con que las plantas se adaptan cuando cambia la combinación de agentes selectivos con los que interactúan.

Evolución experimental en tiempo real.

En un experimento de dos años en un invernadero, Florian Schiestl, profesor en el Departamento de Botánica Sistemática y Evolutiva de UZH, y doctor candidato Sergio Ramos han demostrado una interacción poderosa entre los efectos de los insectos polinizadores y los herbívoros. Para su experimento utilizaron Brassica rapa, una planta estrechamente relacionada con la colza , que interactúa con abejorros y orugas como agentes selectivos. Durante seis generaciones, sometieron a cuatro grupos de plantas a tratamientos diferentes: solo con polinización de abejas, polinización de abejas con herbivoría (orugas), polinización manual sin herbivoría y polinización de mano con herbivoría.

La interacción de polinizadores y plagas influye en la evolución de las plantas.
La infestación de orugas perjudica la evolución de las flores más atractivas en Brassica rapa . Crédito: Florian Schiestl, UZH

Equilibrio entre atracción y defensa.

Después de este estudio de evolución experimental , las plantas polinizadas por abejorros sin herbivoría fueron las más atractivas para los polinizadores: evolucionaron flores más fragantes, que tendían a ser más grandes. «Estas plantas se habían adaptado a las preferencias de las abejas durante el experimento», explica Sergio Ramos. Por el contrario, las plantas polinizadas por abejas con herbivoría eran menos atractivas, con concentraciones más altas de metabolitos tóxicos defensivos y flores menos fragantes que tendían a ser más pequeñas. «Las orugas comprometen la evolución de las flores atractivas, ya que las plantas asignan más recursos a la defensa», dice Ramos.

** La interacción de polinizadores y plagas influye en la evolución de las plantas.
Estas fotos muestran plantas experimentales durante los tratamientos de polinización. Las plantas A nunca experimentaron herbívoros, las plantas B fueron tratadas desde 5 generaciones con herbívoros. Crédito: Sergio Ramos

Impacto combinado en la reproducción.

La poderosa interacción entre los efectos de las abejas y las orugas también fue evidente en las características reproductivas de las plantas: en el curso de su evolución, por ejemplo, las plantas polinizadas por abejas desarrollaron una tendencia a autopolinizarse espontáneamente cuando las orugas las dañaron simultáneamente. . Las plantas atacadas por orugas desarrollaron flores menos atractivas, lo que afectó el comportamiento de las abejas, por lo que las polinizaron menos.

Mejor comprensión de los mecanismos de evolución.

El estudio muestra la importancia de los efectos interactivos en la evolución de la diversidad. Si la combinación de agentes selectivos cambia, por ejemplo, a través de la pérdida de hábitat, el cambio climático o la disminución de los polinizadores, puede desencadenar un rápido cambio evolutivo en las plantas. «Los cambios ambientales causados ​​por los seres humanos afectan el destino evolutivo de muchos organismos. Esto tiene implicaciones en términos de estabilidad del ecosistema, pérdida de biodiversidad y seguridad alimentaria», dice Florian Schiestl. Él cree que la comprensión de estos mecanismos nunca ha sido más importante de lo que es ahora.

El estudio se publica en Science .


Más información: SE Ramos el al., «Rápida evolución de las plantas impulsada por la interacción de la polinización y la herbivoría», Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aav6962

«Polinizadores, herbívoros y la evolución de los rasgos florales», Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aax1656Información del diario: CienciaProporcionado por la Universidad de Zurich


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