Yedra García y colegas de la Universidad de New Brunswick han descubierto que Las condiciones de sequía pueden impulsar la rápida evolución del tamaño de las flores y la producción de néctar. en la planta Common Morning Glory. Los hallazgos, publicados en AoB PLANTS, sugieren que el estrés hídrico debido al cambio climático puede alterar la evolución de las interacciones planta-polinizador más rápidamente que la disminución de las poblaciones de polinizadores.

El estrés hídrico remodela las flores y la selección de Morning Glory

Los investigadores realizaron experimentos cultivando plantas Common Morning Glory bajo diferentes condiciones de riego para probar los efectos del estrés por sequía. Las plantas se cultivaron al aire libre en la Universidad de New Brunswick bajo lluvia natural y polinización. Para imponer la sequía, algunas plantas se regaron con mucha menos frecuencia de lo normal: sólo una vez por semana en lugar de cada dos días.

Los experimentos demostraron que el estrés por sequía provoca cambios en los rasgos florales que median en las interacciones planta-polinizador. Gloria de la mañana plantas en condiciones de sequía produjeron flores que eran, en promedio, un 23% más pequeñas en diámetro en comparación con las plantas bien regadas. La sequía también provocó una reducción del 53% en el volumen de néctar producido en cada flor. Volumen de néctar Es una recompensa importante que atrae a los polinizadores. Estas reducciones significativas en el tamaño de las flores y el néctar bajo estrés por sequía apuntan a grandes efectos del déficit hídrico en el fenotipo de floración.

La sequía no sólo afectó los rasgos florales, sino que también cambió los patrones de selección natural que actúan sobre tamaño de la flor y volumen de néctar. Los investigadores estimaron la selección relacionando los rasgos de las plantas con la producción de semillas como una medida de aptitud. En condiciones de sequía, detectaron que la selección favorecía las flores más grandes de campanilla, a pesar de que el déficit de agua ya reducía el tamaño de las flores. Este resultado sugiere que producir flores más grandes es beneficioso y adaptativo para la reproducción de plantas cuando el agua es limitada. Para el volumen de néctar, la selección bajo sequía favoreció a las flores con menos néctar, probablemente debido a los costos de agua para la producción de néctar.

Por el contrario, los experimentos mostraron que la disminución del acceso de los polinizadores tenía efectos relativamente débiles sobre los rasgos florales y su evolución. Aunque la restricción de los polinizadores redujo semilla de la planta un poco la producción, no alteró el tamaño de la flor ni el volumen de néctar en comparación con las plantas de polinización libre. Y los patrones de selección de rasgos florales con y sin polinizadores fueron similares. Estos resultados indican que factores abióticos como la sequía pueden impulsar cambios evolutivos más rápidos en interacciones planta-polinizador que la disminución de las poblaciones de polinizadores.

Estudiando la sequía, los polinizadores y la evolución floral

Los investigadores realizaron estos experimentos para comprender cómo impactos del cambio climático la evolución de las interacciones planta-polinizador. Factores como la sequía y la disminución de los polinizadores están alterando el medio ambiente en todo el mundo. Los investigadores querían probar cómo estos cambios afectan la evolución de los rasgos florales que median en las interacciones entre plantas y polinizadores.

El equipo realizó experimentos al aire libre en la Universidad de New Brunswick en Canadá utilizando semillas comerciales de Ipomoea purpúrea, la gloria de la mañana común. El cultivo de plantas de campanilla a partir de semillas comerciales proporcionó diversidad genética para estudiar la variación entre las flores.

La medición de los rasgos florales y la aptitud bajo los diferentes tratamientos cuantificó cómo la sequía y la disminución de los polinizadores impactan la selección de flores. El uso de una configuración experimental controlada permitió realizar comparaciones directas para revelar el efecto evolutivo más fuerte del estrés por sequía en comparación con la polinización reducida.

Los métodos experimentales revelan el impacto evolutivo de la sequía

Los investigadores utilizaron varias técnicas experimentales para desentrañar los efectos de la sequía y la disminución de los polinizadores en la evolución de la campanilla. Estrés por sequía se impuso reduciendo la frecuencia de riego respecto a las condiciones normales. Los capullos florales se cubrieron con bolsas de malla fina para excluir a los polinizadores.

El equipo midió con precisión rasgos florales como el tamaño de la flor, el volumen de néctar y el color de los pétalos en más de 400 plantas de campanilla. Ellos relacionaron estos medidas de rasgos a la producción de semillas como estimación de aptitud. La cuantificación de la reflectancia espectral del color de los pétalos ayudó a analizar la selección de la coloración de las flores.

Este riguroso enfoque experimental proporcionó evidencia directa de que la sequía impulsa cambios evolutivos más fuertes y rápidos en los rasgos florales críticos para las interacciones entre plantas y polinizadores en comparación con la disminución de las poblaciones de polinizadores. Los resultados resaltan el importante impacto evolutivo que los factores abióticos, como la disponibilidad de agua, pueden tener en las plantas con flores y sus polinizadores. ante el cambio climático. García y sus colegas concluyen:

Nuestro estudio muestra que la sequía podría afectar la evolución de las señales florales y las recompensas de néctar, lo que puede afectar aún más los patrones de visita de los polinizadores. Si bien nuestros resultados sugieren que la sequía puede conducir a cambios evolutivos más rápidos en los sistemas de polinización de las plantas que la disminución de los polinizadores, se necesita más trabajo experimental en especies con polen limitado y/o autoincompatibles. Nuestro estudio refuerza el uso de enfoques experimentales para descubrir el papel relativo de diferentes agentes de selección que actúan sobre múltiples rasgos florales. Como el cambio climático comprende factores tanto bióticos como abióticos que pueden tener efectos interactivos en la selección de rasgos florales, solicitamos estudios futuros que consideren múltiples agentes de selección en experimentos cruzados factoriales.

García et al. 2023

LEA EL ARTÍCULO:
García, Y., Dow, BS y Parachnowitsch, AL (2023) “El déficit hídrico altera los patrones de selección de las señales florales y las recompensas de néctar en la gloria de la mañana común, " AoB PLANTS, 15(5), pág. muchacho061. Disponible en: https://doi.org/10.1093/aobpla/plad061.

Cubierta: Ipomoea purpúrea. Imagen: Canva.