No se puede ver, pero diferentes sustancias en los pétalos de las flores crean un “ojo de buey” para los insectos polinizadores, según un científico de la Universidad de Clemson cuya investigación arroja luz sobre los cambios químicos en las flores que les ayudan a responder a los cambios ambientales, incluyendo cambio climático, que podría amenazar su supervivencia.
por la Universidad de Clemson
Matthew H. Koski, profesor asistente de ciencias biológicas en la Facultad de Ciencias de Clemson, dirigió un equipo de investigación que estudió las flores amarillas y brillantes de la anserina argentina, un miembro de la familia de las rosáceas comúnmente conocida como hierba plateada, para aprender cómo los pigmentos en el los pétalos que son visibles solo en el espectro ultravioleta juegan un papel integral en la plasticidad de la planta; es decir, su capacidad para responder rápidamente a un entorno cambiante. El equipo también incluyó a los investigadores de Clemson Lindsay M. Finnell, Elizabeth Leonard y Nishanth Tharayil.
La revista Evolution presentó los hallazgos en la portada de su edición de marzo.
Los investigadores estudiaron el crecimiento de la hierba plateada en diferentes elevaciones en el suroeste de Colorado para comprender mejor las funciones de los diversos químicos absorbentes de rayos UV en los pétalos de las plantas y cómo funcionan estos químicos para ayudar en la polinización y, por lo tanto, la reproducción.
Koski explicó que aunque los humanos no pueden ver los patrones UV en los pétalos de la flor, muchos de sus polinizadores sí pueden.
“Siempre me ha fascinado cómo surge [la variación de color de las flores] y cómo evoluciona y qué factores impulsan la evolución de la variación de color”, dijo Koski, “así que me interesó pensar en cómo percibimos el color en comparación con cómo los organismos que interactúan más frecuentemente con las flores perciben el color”.
“Los insectos, polinizadores, por ejemplo, ven en el espectro ultravioleta”, continuó. “Entonces, las flores que reflejan o absorben las longitudes de onda ultravioleta le dan (a los polinizadores) la percepción de diferentes colores que no podemos ver. Me fascinó descubrir qué podrían estar haciendo funcionalmente estas señales UV con respecto a la polinización. Cuando pensé sobre el rasgo de interés en la absorción ultravioleta, es la bioquímica. Es un rasgo bioquímico que conduce a diferentes percepciones de absorción y reflectancia UV”.
Koski dijo que una amplia variedad de plantas tienen concentraciones de químicos que absorben los rayos UV en la base de los pétalos de las flores, mientras que las puntas de los pétalos tienen más químicos que reflejan los rayos UV. Dijo que esto crea un efecto general de “ojo de buey” que guía a los insectos en su búsqueda de polen.
El equipo quería descubrir más sobre cómo las plantas se adaptan para prosperar en diferentes entornos, en este caso, una diferencia de altitud de 1000 metros. Descubrieron que las flores en diferentes altitudes se adaptan a sus entornos al producir diferentes cantidades de sustancias químicas que bloquean o absorben los rayos UV.
“En elevaciones más altas , siempre hay más compuestos absorbentes de UV o un área espacial más grande de absorción de UV en los pétalos, en comparación con las poblaciones de baja elevación”, dijo Koski.
Los investigadores dijeron que esto demuestra la plasticidad de la planta, que Koski definió como cómo surgen diferentes rasgos en los mismos organismos bajo diferentes condiciones ambientales. Este es un paso crítico para comprender cómo los organismos se adaptan para sobrevivir al cambio.
“Lo importante de la plasticidad es que, cuando pensamos en el cambio climático y el cambio global, la plasticidad es un mecanismo por el cual las poblaciones naturales pueden responder muy rápidamente a los climas cambiantes y persistir en esos climas”, dijo. “Se cree que el proceso de evolución, en el que se obtienen cambios en el código genético a lo largo del tiempo, avanza más lentamente que simplemente respondiendo plásticamente al cambio ambiental”.
Koski dijo que una pregunta planteada por la investigación es si las respuestas plásticas a las situaciones ambientales son adaptativas. ¿Ofrecen alguna ventaja a un organismo, o son cambios en la forma en que se desarrolla un rasgo debido al medio ambiente sin afectar la aptitud de la planta?
“Algo que encontró este estudio es que el cambio plástico en la pigmentación UV benefició a la planta, especialmente a las que se encuentran en elevaciones altas porque el aumento en la absorción ultravioleta en los pétalos resultó en una mayor viabilidad del polen”, explicó.
Koski continuó diciendo que la investigación ayudará a los científicos a comprender mejor cómo responden los organismos a los cambios ambientales e incluso a predecir si algunos organismos podrían sobrevivir a cambios ambientales rápidos, como el cambio climático global, y qué tan bien podrían sobrevivir . La investigación también podría ser importante para la agricultura, dijo, porque algunos de los mismos pigmentos sensibles a los rayos ultravioleta que trabajan en la hierba plateada también están presentes en cultivos comerciales como la mostaza y los girasoles.
“Es interesante pensar si los factores abióticos como los rayos UV o la temperatura están cambiando la expresión de estos rasgos, cómo afectará eso a la forma en que los polinizadores ven las flores y cómo afectará eso a cosas como el rendimiento y la producción de semillas en los cultivos, por ejemplo. ”, dijo Kosky.
La investigación del equipo podría incluso ser importante para los jardineros domésticos que intentan atraer tipos específicos de polinizadores a sus plantas.
“Creo que una cosa en la que la gente piensa es en plantar una diversidad de flores con diferentes colores y morfologías para atraer muchos tipos diferentes de polinizadores, como un jardín amigable con los polinizadores”, dijo Koski. “Algo en lo que pensar es que a menudo no conocemos todos los detalles de qué colores perciben los polinizadores y cómo eso podría cambiar con las estaciones. Solo porque las cosas pueden parecernos muy similares a nosotros, en realidad pueden ser muy diversa para los polinizadores y podría atraer a un conjunto diferente de polinizadores de lo que esperamos”.
