La reciprocidad entre plantas y polinizadores generalmente se considera una relación hermosa y beneficiosa entre dos organismos vivos. Pero seamos claros: las plantas solo quieren que sus flores sean polinizadas, y los polinizadores solo están interesados ​​en recolectar recursos como néctar, polen y aromas. Esto se ha convertido en una carrera armamentista evolutiva entre plantas y polinizadores, cada uno tratando de anteponer sus necesidades a las del otro y buscar el máximo beneficio. Como resultado, las plantas han desarrollado numerosas estrategias de vida y combinaciones de características para mejorar su estado físico, incluidas las flores.

Durante su período de floración, las plantas muestran una amplia variedad de estructuras reproductivas que determinan cómo y con qué polinizadores interactúan. Uno esperaría que con toda la variedad de rasgos disponibles, la evolución daría como resultado que las plantas crearan una flor que pudiera interactuar con todo tipo de polinizadores. Sin embargo, existen limitaciones morfológicas y fisiológicas creadas por procesos evolutivos y ecológicos que impiden que tal cosa exista.

Por ejemplo, ciertas plantas poseen flores tubulares alargadas que atraen a los colibríes con picos largos, mientras que las flores con aberturas estrechas restringen las visitas de insectos con trompa compatible, un ejemplo de restricciones morfológicas. Además, algunas plantas regulan la disponibilidad de néctar o polen ofreciendo cantidades limitadas o liberándolas en momentos específicos, lo que ilustra las restricciones reglamentarias. Estos rasgos morfológicos y fisiológicos, que permiten o impiden interacciones entre las plantas y determinados polinizadores, constituyen la base de lo que se conoce como “síndromes de polinización”.

Los síndromes de polinización ocurren en diferentes grupos de polinizadores, incluidos insectos, pájaros, murciélagos y viento. Arrojan luz sobre las diversas estrategias evolutivas que emplean las plantas para garantizar una reproducción exitosa a través de interacciones específicas con polinizadores específicos. Si bien una extensa investigación ha examinado las relaciones y las limitaciones dentro de los órganos vegetativos, como las hojas y la madera, nuestra comprensión de estas relaciones en los órganos reproductivos, en particular las flores, sigue siendo limitada. Además, existe una falta de conocimiento sobre los efectos combinados de los rasgos reproductivos en la reproducción de las plantas.

Tales brechas han atraído el interés de varios investigadores, incluido el Dr. José B Lanuza (@barragan_lanuza en Twitter). Lanuza es un especialista en plantas que estudia las interacciones entre plantas y polinizadores. Está particularmente interesado en las plantas y sus estrategias reproductivas. Su interés por las plantas y sus estrategias reproductivas surgió durante su segundo año en biología, cuando participó en el estudio de la heterostilia, un fenómeno en el que la misma especie de planta tiene flores con diferentes longitudes de pistilo y estambre. Desde entonces, ha continuado investigando estrategias de reproducción de plantas, enfocándose en aquellas que promueven la polinización cruzada.

En una entrevista con botánica unoLanuza nos explicó por qué sabemos más de rasgos vegetativos que de reproductivos. Argumenta que los rasgos vegetativos son más fáciles de medir, en gran parte porque la mayoría de las especies de plantas solo producen flores y frutos en ciertas épocas del año. Además, las características reproductivas dentro de la misma flor pueden cambiar con el tiempo, con órganos moviéndose a diferentes posiciones a medida que crecen y maduran. Como resultado, a menudo solo obtenemos una instantánea que puede no reflejar completamente la realidad. Como si eso no fuera lo suficientemente problemático, los investigadores aún tienen que lidiar con la inmensa diversidad de especies de plantas y la variedad de estructuras florales, lo que dificulta obtener información sobre los rasgos reproductivos, especialmente porque cada especie tiene diferentes historias de vida y mecanismos reproductivos.

Consciente de la falta de información sobre los rasgos reproductivos de las plantas y nuestro conocimiento de cómo afectan las interacciones con los polinizadores, Lanuza y sus colaboradores realizaron un estudio para identificar los rasgos reproductivos clave de las plantas y evaluar cómo la covariación de estos rasgos afecta las redes. de plantas que afectan las interacciones de polinización a escala global. Cuando se le preguntó cómo surgió la idea de este estudio y cuál fue el mayor desafío para implementarlo, Lanuza respondió que la idea de este estudio surgió durante su trabajo de doctorado.

Originalmente, el estudio tenía como objetivo evaluar cómo la especialización, la adaptación de plantas y polinizadores a través de rasgos físicos y de comportamiento específicos para cooperar de manera eficiente y asegurar la polinización, varía a lo largo de un gradiente latitudinal. Sin embargo, el autor cuestionó por qué no se deben incluir los rasgos de las plantas, ya que estos rasgos podrían explicar posibles diferencias en las interacciones. Para lograrlo, Lanuza y su equipo tuvieron que enfrentarse a un enorme desafío: la calidad de los datos, ya que se dispone de mucha menos información sobre rasgos reproductivos que sobre rasgos vegetativos. Además, las características de las especies pueden diferir según la región. Por lo tanto, no debemos utilizar datos de regiones muy diferentes a la nuestra, ya que pueden no reflejar la realidad del área de estudio.

Tratar con los datos faltantes, estandarizarlos y asegurarse de que reflejen la realidad de las redes de interacción fueron algunos de los problemas que el autor tuvo que resolver al analizar cada fila de su base de datos final. Al final, pudieron recopilar y analizar datos de 28 estudios realizados en 18 países diferentes para un total de 64 redes de interacción entre plantas y polinizadores.

Los investigadores observaron una asociación entre el número de flores y varios otros rasgos de la planta. Por un lado, las plantas más altas tendían a producir más flores y más pequeñas con relativamente menos óvulos y tallos más cortos que las especies herbáceas más pequeñas. Por ejemplo, el cornejo en flor (Cornus florida) es un arbusto de 7,5 metros de altura que produce unas 10.000 flores, cada una de unos 3 mm de ancho, con tallos de 3,5 mm de largo y dos óvulos. En contraste, la petunia blanca silvestre (Petunia axillaris), una hierba con una altura promedio de 0,5 m, produce alrededor de diez flores por planta, cada una de más de 50 mm de ancho, tallos de hasta 25 mm de largo y más de 200 óvulos por flor.

Los investigadores también encontraron que las especies con bajas tasas de autopolinización, lo que significa que obtienen más polen de otras plantas que de sus propias flores, tienden a tener más flores y más grandes con tallos largos que las especies con altas tasas de autopolinización. Por ejemplo, Zuccagnia punctata es una especie autoincompatible que depende completamente de la polinización animal para la producción de semillas. Produce alrededor de 1500 flores por planta y tiene tallos de 20 mm de largo. Por el contrario, la verónica americana (Verónica Peregrina) es una planta autotolerante que requiere mínima o ninguna polinización animal. Tiene unas 20 flores por planta, alcanza una altura de 0,2 m y tiene estilos de 0,25 mm de largo. En conjunto, estas observaciones ilustran las complicadas relaciones entre la cantidad de flores, el tamaño, el número de óvulos, la longitud del estilo y los mecanismos de polinización de diferentes especies de plantas.

Otro hallazgo interesante del estudio fue la asociación entre el número de flores y las especies de polinizadores involucrados. Las plantas con un alto número de flores tendían a interactuar más con escarabajos, himenópteros que no son abejas y moscas, mientras que las plantas con menos flores interactuaban más frecuentemente con abejas y mariposas. Estos resultados ilustran las estrategias evolutivas que emplean las plantas para usar recursos para construir flores y atraer polinizadores específicos. Los resultados también sugieren que las abejas muestran una mayor preferencia por las plantas con un mayor grado de autoformación autónoma y estilos más grandes, lo que puede atribuirse al potencial de una transferencia de polen más eficiente y un menor riesgo de competencia por el polen.

La compleja interacción entre las estrategias reproductivas de las plantas y las preferencias de grupos de polinizadores específicos revelada por esta investigación aclara la compleja dinámica de las interacciones planta-polinizador y contribuye a nuestra comprensión de los mecanismos que impulsan el desarrollo de rasgos florales y la coevolución entre las plantas y sus polinizadores.

Cuando se le preguntó sobre otros mensajes clave además de los de su estudio, Lanuza señala que los síndromes de polinización son conceptos abstractos que deben usarse con precaución, particularmente porque las interacciones planta-polinizador pueden variar según el contexto. Por ejemplo, las flores rojas en la región tropical generalmente son polinizadas por pájaros, mientras que en áreas no tropicales son polinizadas por abejas. Es importante recalcar que en esta relación también intervienen otros factores, sin embargo, los síndromes florales deben interpretarse con cautela ya que tienen dimensiones complejas.

Finalmente, Lanuza cree que antes de responder nuevas preguntas, es importante recopilar más información sobre las características reproductivas de las plantas en diferentes lugares, es decir, realizar más estudios de campo. Se debe hacer especial hincapié en características como el color, la fenología y los recursos florales, ya que a menudo pueden pasarse por alto, tratarse como variables categóricas y, lo que es más importante, variar de un lugar a otro. De esta forma, ayudaremos a obtener datos más precisos y de mayor calidad sobre las características reproductivas de las plantas.

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Lanuza, JB, Rader, R, Stavert, J, Kendall, LK, Saunders, ME y Bartomeu, I (2023) La covariación entre los rasgos reproductivos en las plantas con flores afecta sus interacciones con los polinizadores. ecología funcional. https://doi.org/10.1111/1365-2435.14340