La investigación revela la ciencia detrás de los arándanos de esta planta



En un hermoso día de otoño de 2019, Miranda Sinnott-Armstrong caminaba por Pearl Street en Boulder, Colorado, cuando algo le llamó la atención: una fruta pequeña, particularmente azul brillante, en un arbusto conocido como Lantana strigocamara . 


por la Universidad de Colorado en Boulder


Mientras que sus diminutos racimos de flores rosadas, amarillas y anaranjadas y sus bayas azules comúnmente adornan el centro comercial peatonal en primavera, los trabajadores de la ciudad arrancaban estas Lantanas comunes para prepararse para la temporada de invierno.

Sinnott-Armstrong, investigadora posdoctoral de ecología y biología evolutiva en CU Boulder, preguntó rápidamente si podía llevar una muestra al laboratorio. Ella quería saber: ¿Qué hacía que estas bayas fueran tan azules?

Los resultados de Sinnott-Armstrong ahora se publican en la revista New Phytologist . El estudio confirma a Lantana strigocamara como el segundo caso documentado de una planta que crea frutos de color azul con moléculas de grasa en capas. Ella y sus coautores publicaron el primer caso documentado , en Viburnum tinus , en 2020.

Las dos plantas se encuentran entre las únicas seis en el mundo que se sabe que tonifican sus frutos usando un truco de la luz conocido como color estructural. Pero Sinnott-Armstrong tiene el presentimiento de que hay más.

«Estamos literalmente encontrando estas cosas en nuestros patios traseros y en nuestras calles, la gente simplemente no ha estado buscando plantas con colores estructurales», dijo Miranda Sinnott-Armstrong, autora principal del nuevo estudio. «Y, sin embargo, solo caminando por Pearl Street, dices, ‘¡Oh, hay uno!'»

El color estructural es muy común en los animales. Es lo que le da a las plumas marrones de los pavos reales sus verdes brillantes, y a muchas mariposas sus azules brillantes. Pero esta especie de ilusión óptica es mucho más rara en las plantas, según Sinnott-Armstrong.

La investigación revela la ciencia detrás de los arándanos de esta planta
Stacey Smith, coautora de la publicación y profesora asociada de ecología y biología evolutiva, quita la piel de una fruta de Lantana. Crédito: Patrick Campbell / CU Boulder

Para crear su color único, estas frutas azules usan estructuras microscópicas en su piel para manipular la luz y reflejar las longitudes de onda que nuestros ojos perciben como azul, dándole un acabado metálico distintivo. El color pigmentado hace lo contrario, absorbiendo longitudes de onda de luz visibles seleccionadas. Esto significa que las bayas de color estructural no tienen color en sí mismas; si los aplastaras, no se mancharían de azul.

De hecho, si le quitas la piel a una fruta de Lantana y la sostienes contra la luz, se ve completamente translúcida. Pero si lo colocas sobre un fondo oscuro, vuelve a verse azul, debido a las nanoestructuras en la superficie encargadas de reflejar el color.

La evolución del color

Lo que es especialmente único acerca de Lantana strigocamara, además del hecho de que el color azul es bastante escaso en la naturaleza, especialmente en las frutas, es que crea este color estructural en su piel utilizando capas de moléculas lipídicas o grasas.

La investigación revela la ciencia detrás de los arándanos de esta planta
Stacey Smith, coautora de la publicación y profesora asociada de ecología y biología evolutiva, quita la piel de una fruta de Lantana. Crédito: Patrick Campbell / CU Boulder

Viburnum tinus es la única otra planta que se sabe que hace lo mismo, y Lantana y Viburnum compartieron por última vez un ancestro común hace más de 100 millones de años. Es decir, las dos plantas desarrollaron este rasgo compartido completamente independiente el uno del otro.

«Nos pone a la caza de otros grupos en los que esto suceda, porque sabemos que se puede hacer de varias maneras», dijo Stacey Smith, coautora de la publicación y profesora asociada de ecología y biología evolutiva.

Los investigadores también conversan a menudo sobre por qué evolucionaría tal cosa. ¿El color estructural proporciona una ventaja evolutiva ?

Algunos teorizan que el color estructural podría ayudar con la dispersión de semillas. Si bien se conocen muy pocas plantas estructuralmente coloreadas, están muy extendidas en todo el mundo. Lantana en sí misma es invasiva en muchas partes del mundo, especialmente en las regiones tropicales. Es posible que la naturaleza metálica y brillante de la fruta proporcione un fuerte contraste con el follaje circundante, atrayendo a los animales para que se las coman y dispersen sus semillas, según los investigadores.

La investigación revela la ciencia detrás de los arándanos de esta planta
Lantana strigocamara en Ramaley Greenhouse en el campus de CU Boulder. Crédito: Patrick Campbell / CU Boulder

«Pero ser azul y brillante podría ser suficiente para que un animal piense que es decorativo», dijo Smith.

Los investigadores notaron que a muchas aves, especialmente en Australia, les gusta usar frutas estructuralmente coloreadas para adornar sus enramadas y atraer parejas. Curiosamente, los humanos también pueden estar contribuyendo a la propagación de Lantana por la misma razón.

«El hecho de que se hayan introducido en la horticultura sugiere que somos susceptibles a las mismas cosas que otros animales encuentran atractivos en ellos», dijo Smith. «Estamos como, oh, mira esa cosa brillante y linda. Debería poner eso en mi jardín».

Otra posibilidad es que la gruesa capa de grasa que crea este color único sea un mecanismo de protección para la planta, proporcionando defensa contra patógenos o mejorando la integridad estructural de la fruta, dijo Sinnott-Armstrong.

La investigación revela la ciencia detrás de los arándanos de esta plantaStacey Smith, coautora de la publicación y profesora asociada de ecología y biología evolutiva, quita la piel de una fruta de Lantana. Crédito: Patrick Campbell / CU Boulde

La investigación revela la ciencia detrás de los arándanos de esta plantaStacey Smith, coautora de la publicación y profesora asociada de ecología y biología evolutiva, en Ramaley Greenhouse en CU Boulder. Crédito: Patrick Campbell / CU Boulder

El color azul en sí también podría ser una pista.

El color pigmentado y el estructural no se excluyen mutuamente en las plantas, pero tal vez las plantas tropezaron con el color estructural como una forma de hacer azul porque no es tan fácil de crear de otras maneras, dijo.

Algunos investigadores en el laboratorio de Silvia Vignolini en la Universidad de Cambridge, donde actualmente se encuentra Sinnott-Armstrong, ahora están tratando de hacer pinturas de colores, telas y más a partir del color estructural , al comprender mejor el ensamblaje de nanocristales de celulosa en frutas de colores.

Los investigadores esperan aprender más sobre las posibles indicaciones evolutivas de este mecanismo, a medida que se descubran más frutas estructuralmente coloreadas.

«Están ahí afuera», dijo Sinnott-Armstrong. «Simplemente no los hemos visto a todos todavía».

Los coautores de esta publicación incluyen: Yu Ogawa, Université de Grenoble Alps; Gea Theodora van de Kerkhof, Universidad de Cambridge; y Silvia Vignolini, Universidad de Cambridge.



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