El mutualismo entre plantas y polinizadores se considera comúnmente una relación hermosa y beneficiosa entre dos organismos vivos. Sin embargo, seamos claros: las plantas solo desean que sus flores sean polinizadas, mientras que los polinizadores solo se interesan en recolectar recursos, como néctar, polen y fragancias. Esto se ha convertido en una carrera armamentística evolutiva entre plantas y polinizadores, donde cada uno busca anteponer sus necesidades a las del otro y obtener el máximo beneficio posible. Como resultado, las plantas han desarrollado numerosas estrategias de vida y combinaciones de rasgos para mejorar su salud, incluidas las flores.
Durante su periodo de floración, las plantas muestran una gran diversidad de estructuras reproductivas, que determinan cómo y con qué polinizadores interactuarán. Cabría esperar que, con toda la variedad de rasgos disponibles, la evolución llevara a las plantas a crear una flor que pudiera interactuar con todos los polinizadores posibles. Sin embargo, hay restricciones 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 de pico largo, mientras que las flores con aberturas estrechas limitan las visitas a los insectos con probóscides compatibles, lo que ejemplifica las limitaciones morfológicas. Además, algunas plantas regulan la disponibilidad de néctar o polen, ya sea ofreciendo cantidades limitadas o liberándolas en momentos específicos, lo que ilustra las limitaciones reguladoras. Estos conjuntos de rasgos morfológicos y fisiológicos, que permiten o impiden la interacción entre plantas y polinizadores específicos, son la base de los conocidos "síndromes de polinización".
Los síndromes de polinización son evidentes en varios grupos de polinizadores, como insectos, aves, murciélagos y el viento. Estos síndromes ponen en evidencia las diversas estrategias evolutivas que emplean las plantas para garantizar el éxito de su reproducción mediante interacciones específicas con determinados polinizadores. Sin embargo, mientras que múltiples investigaciones han explorado las relaciones y restricciones que existen dentro de los órganos vegetativos como las hojas y la madera, nuestra comprensión de estas asociaciones en los órganos reproductivos, en particular las flores, sigue siendo limitada. Además, es poco el conocimiento que se tiene sobre los efectos combinados de los rasgos reproductivos en la reproducción de las plantas.
Estas lagunas han atraído el interés de distintos investigadores, entre ellos: Dr. José B. Lanuza (@barragan_lanuza en Twitter). Lanuza es un especialista en plantas que trabaja con 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 de licenciatura en Biología, cuando participó en una investigación sobre heterostilia, un fenómeno en el que una misma especie de planta produce flores con pistilos y estambres de distinta longitud. Desde entonces, ha seguido investigando las estrategias reproductivas de las plantas, centrándose en aquellas que favorecen la polinización cruzada.
En una entrevista con Botany One, Lanuza nos explicó por qué sabemos más sobre los rasgos vegetativos que sobre los reproductivos. Argumenta que los rasgos vegetativos son más fáciles de medir, principalmente porque la mayoría de las especies de plantas solo producen flores y frutos durante ciertas épocas del año. Además, los rasgos reproductivos pueden cambiar dentro de la misma flor con el tiempo, y los órganos se mueven a diferentes posiciones a medida que crecen y maduran. Esto significa que a menudo solo obtenemos una instantánea que puede no representar completamente la realidad. Si eso no fuera suficientemente problemático, los investigadores aún tienen que lidiar con la inmensa variedad de especies de plantas y la diversidad de estructuras florales, lo que dificulta obtener conocimiento sobre los rasgos reproductivos, especialmente porque cada especie tiene diferentes historias de vida y mecanismos reproductivos.
Conscientes de la falta de información sobre los rasgos reproductivos de las plantas y nuestro conocimiento de cómo configuran las interacciones con los polinizadores, Lanuza y sus colaboradores realizaron un estudio para identificar los principales rasgos reproductivos de las plantas y evaluar cómo la covariación de estos rasgos influye en las redes de interacciones planta-polinizador a escala global . A la pregunta de cómo surgió la idea de este estudio y cuál fue el mayor reto para llevarlo a cabo, Lanuza respondió que la idea de este estudio surgió durante su doctorado.
Inicialmente, el estudio pretendía evaluar cómo la especialización -la adaptación de plantas y polinizadores mediante rasgos físicos y de comportamiento específicos para interactuar de forma eficiente y asegurar la polinización- variaba a lo largo de un gradiente latitudinal. Aún así, el autor se preguntó por qué no incluir rasgos de las plantas, ya que estos rasgos podrían explicar posibles diferencias en las interacciones. Para ello, Lanuza y su equipo tuvieron que enfrentarse a un tremendo reto: la calidad de los datos, ya que existe mucha menos información sobre los rasgos reproductivos que sobre los vegetativos. Además, los rasgos de las especies pueden variar según la región, por lo que no debemos utilizar datos de regiones muy diferentes a la nuestra, ya que podrían no reflejar la realidad del lugar de estudio.
Tratar los datos que faltan, normalizarlos y asegurarse de que reflejan la realidad de las redes de interacción fueron algunas de las cuestiones que el autor tuvo que resolver al analizar cada línea 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 planta-polinizador.
Los investigadores observaron una correlación entre el número de flores y otras características de la planta. Por un lado, las plantas más altas tendían a producir más flores y más pequeñas, con relativamente menos óvulos y estilos más cortos que las especies herbáceas más pequeñas. Por ejemplo, el cornejo florido (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 estilos de 3.5 mm y dos óvulos. En cambio, la petunia blanca silvestre (Petunia axilar), que es una hierba con una altura media de 0.5 m, produce unas diez flores por planta, cada una de más de 50 mm de ancho, con estilos que alcanzan los 25 mm de longitud y más de 200 óvulos por flor.
Los investigadores también observaron que las especies con bajas tasas de autopolinización -lo que significa que reciben más polen de otras plantas que de sus propias flores- tienden a tener más flores y más grandes con estilos largos que las que tienen altas tasas de autopolinización. Por ejemplo, la Zuccagnia punctata es una especie autoincompatible que depende totalmente de la polinización animal para la producción de semillas. Produce aproximadamente 1500 flores por planta y tiene estilos de 20 mm de longitud. Por el contrario, la veronica peregrinaes una planta autocompatible que requiere una polinización animal mínima o nula. Tiene unas 20 flores por planta, alcanza una altura de 0.2 m y posee estilos de 0.25 mm de longitud. En conjunto, estas observaciones ponen de relieve las intrincadas relaciones entre la cantidad de flores, el tamaño, el número de óvulos, la longitud de los estilos y los mecanismos de polinización empleados por las distintas especies vegetales.
Otro hallazgo llamativo del estudio fue la asociación entre el número de flores y los tipos de polinizadores implicados. Las plantas con un elevado número de flores tendían a interactuar más con escarabajos, moscas e himenópteros diferentes de las abejas, mientras que las plantas con menos flores tenían una mayor frecuencia de interacciones con abejas y mariposas. Estos resultados ilustran las estrategias evolutivas que emplean las plantas en relación con el uso de recursos para construir flores y atraer polinizadores específicos. Los resultados también sugieren que las abejas muestran una mayor preferencia por las plantas con mayores niveles de autofecundación autónoma y estilos más grandes, lo que puede atribuirse a la posibilidad de una transferencia de polen más eficaz y a un menor riesgo de competencia por el polen.
La estrecha interacción entre las estrategias reproductivas de las plantas y las preferencias de grupos específicos de polinizadores que muestra esta investigación pone en evidencia la compleja dinámica de las interacciones entre plantas y polinizadores y contribuye a nuestra comprensión de los mecanismos que impulsan la evolución de los rasgos florales y la coevolución entre las plantas y sus polinizadores.
Cuando se le pregunta por otros mensajes esenciales además de los de su estudio, Lanuza señala que los síndromes de polinización son conceptos abstractos que deben utilizarse con precaución, sobre todo porque las interacciones entre plantas y polinizadores pueden variar según el contexto. Por ejemplo, las flores rojas de la región tropical suelen ser polinizadas por aves, mientras que en las zonas no tropicales lo son por abejas. Es importante destacar que en esta relación intervienen otros factores, pero los síndromes florales deben interpretarse con cautela, ya que tienen dimensiones complejas.
Por último, Lanuza cree que, antes de responder a nuevas preguntas, es esencial recoger más información sobre los rasgos reproductivos de las plantas en diferentes lugares, es decir, realizar más estudios de campo. Se debería hacer especial hincapié en características como el color, la fenología y los recursos florales, ya que a menudo se han pasado por alto, se han tratado como variables categóricas y, lo que es más importante, pueden variar en diferentes lugares. De este modo, contribuiremos a obtener datos más precisos y de mayor calidad sobre los rasgos reproductivos de las plantas.
LEA EL ARTÍCULO:
Lanuza, JB, Rader, R., Stavert, J., Kendall, LK, Saunders, ME y Bartomeus, I. (2023) La covariación entre los rasgos reproductivos en las plantas con flores determina sus interacciones con los polinizadores.. Functional Ecology. https://doi.org/10.1111/1365-2435.14340
Víctor HD Silva es un biólogo apasionado por los procesos que dan forma a las interacciones entre plantas y polinizadores. Actualmente se centra en comprender cómo la urbanización influye en las interacciones planta-polinizador y cómo hacer que las áreas verdes urbanas sean más amigables con los polinizadores. Para más información, síguelo en Twitter: @otro_VDuarte.
