Las plantas usan una variedad de pigmentos para crear los colores de sus pétalos. Estos pigmentos son compuestos químicos complejos. Si la planta no tiene acceso a los nutrientes adecuados, sus flores sufrirán. Pero, ¿qué nutrientes son los nutrientes correctos? Lazos Ausma y compañeros investigó los efectos de la limitación de azufre, nitrógeno y fósforo en varios rasgos florales.
El azufre es un nutriente que a menudo se pasa por alto. A menudo, leerá sobre N para nitrógeno, P para fósforo y, a veces, K para potasio, pero no tanto para S. En un correo electrónico a Botany One, el coautor Casper van der Kooi dijo: "El azufre es, de hecho, un elemento que a menudo se pasa por alto". nutriente, particularmente cuando se compara con la cantidad de investigación realizada sobre P y N. Muchas tierras agrícolas también sufren de deficiencia de S, pero su ocurrencia y causas son en gran parte desconocidas, por lo que muchos agricultores tampoco lo saben”.
El primer autor, Ties Ausma, agregó que recientemente había hablado con agricultores que tienen flores de formas tan aberrantes en sus cultivos de colza, pero que no sabían que podría deberse a una deficiencia de azufre. “Además, los agricultores usan cada vez más fertilizantes sin S, en lugar de estiércol fresco que era más común en el pasado, lo que, junto con una mayor densidad de cultivos en los campos agrícolas, solo exacerba la deficiencia”.
Un equipo con sede en Groningen, Graz y Colonia realizó experimentos para ver cómo las deficiencias de nutrientes, incluido el azufre, afectaban el desarrollo floral y las características del polen. Dos de las plantas, brasica rapa (la especie que produce nabo y bok choy, entre otras cosas) y Physalis filadelfia (Tomatillo) tienen flores amarillas.
“Generalmente, los colores amarillos son generados por los carotenoides, las flores blancas por los flavonoles y los colores azul, púrpura y rojo por los pigmentos de antocianina”, van der Kooi escribe en otro artículo reciente. Por lo tanto, sería útil examinar algunas plantas con flores de diferentes colores. El equipo también incluyó a tres petunia especies en sus ensayos, Petunia nyctaginiflora, P. exserta y P. integrifolia. Estas plantas proporcionaron flores blancas, moradas y rojas. De esta manera, si una deficiencia de nutrientes solo inhibió la producción de un conjunto de pigmentos, entonces debería quedar claro.
El método para el experimento es interesante. Después de formar las primeras hojas sin cotiledón, el equipo transfirió las plántulas a otro recipiente con una solución nutritiva. Todas las plántulas pasaron una semana en esta solución. Luego, los autores escriben en su artículo: “Después de la formación de los primeros botones florales, que fue después de 7 días, las plantas se transfirieron a una solución nutritiva fresca de Hoagland al 25 % a 0.5 mM (+S, azufre suficiente) o 0 mM sulfato (-S, privado de azufre).” Entonces, el estrés por azufre ocurrió en una etapa tardía y no es una gran diferencia en la concentración de azufre. Hay una buena razón para esto, escriben Ausma y van der Kooi en su correo electrónico.
“Lo que importa es que las plantas lleguen a la deficiencia de azufre, como lo hacen en el campo, pero no mueran. En otras palabras, aplicamos un estrés de azufre leve, porque con un estrés alto, las plantas no florecerán en absoluto. No hay una respuesta lineal entre la disponibilidad de S y los problemas observados, no sabemos cuáles son los umbrales exactos”.
¿Cómo es una planta infeliz? Si tiene flores amarillas, entonces sin azufre, esas flores son más pálidas. Incluso si no dependen del pigmento amarillo, las cosas van mal sin azufre. Las flores son más pequeñas y es más probable que tengan una forma extraña. Puede que las flores no nos parezcan bien, pero la opinión humana no importa demasiado. En cambio, es lo que ven los polinizadores lo que importa y el equipo también usó modelos de visión para averiguarlo. Descubrieron que el insecto vería flores amarillas mucho más pequeñas y mucho menos coloridas. Eso es importante porque es una señal que la planta envía al polinizador.
Ausma y sus colegas se refieren a Schnug y Haneklaus, quien encontró que, después de la polinización, B. rapa las flores se desvanecen y se encogen para volverse menos visibles para las abejas. De esa manera, la planta puede dirigir a las abejas hacia las flores que necesitan polinizarse y alejarse de las flores que ahora están ocupadas formando semillas. Ausma y sus colegas señalan que si algunos B. rapa las flores están preencogidas y descoloridas, confundirán al público objetivo.
También puede ver un efecto sobre el polen en B. rapa. La cantidad de polen es la misma, pero el tamaño es mucho menor. Ausma y sus colegas argumentan que, además de que las flores privadas de azufre son menos efectivas, también lo es el polen dentro de ellas, lo que agrava el efecto de la privación de azufre. Esto también puede afectar a los polinizadores, escriben los botánicos. “Los polinizadores requieren una proporción específica de nutrientes minerales en su alimento (de polen)... y la privación de azufre afectó estas proporciones en el polen, ya que disminuyó drásticamente el contenido de potasio y azufre en el polen en diferentes especies... Experimentos con osmia bicornis demostró que la aptitud de las abejas se ve particularmente afectada por bajas cantidades de minerales, incluido el potasio (Filipiak, 2019) – lo que sugiere que la privación de azufre afecta negativamente a los polinizadores”.
Si la deficiencia de azufre es un problema, otro rompecabezas es ¿Por qué la gente lo mira ahora y no antes? Una posible respuesta es que el mundo es un lugar mejor de lo que era, lo que causa problemas a algunas plantas. En particular, hay mucha menos lluvia ácida. Las emisiones de dióxido de azufre reaccionarían con el agua para agregar ácido sulfúrico y crear lluvia ácida. En su correo electrónico, van der Kooi escribe: “Debido a la desaparición de la lluvia ácida, la concentración de S alrededor de las plantas es menor. Esto es beneficioso por muchas razones, particularmente en las reservas naturales, pero algunas especies de cultivos, particularmente Brassica spp que necesitan mucho S, pueden sufrir. Actualmente, en el mundo occidental, casi no queda S en nuestra atmósfera”.
Luit De Kok, uno de los coautores, también fue coautor de otro artículo que abordó este problema. Ese documento de Tahereh Aghajanzadeh y colegas encontró que Brassica juncea y brasica rapa podría usar H2S y SO2 absorbido a través de las hojas.
Plantea la posibilidad de que una razón por la que se haya pasado por alto el azufre es que lo hemos estado agregando mucho en el pasado sin darnos cuenta. ¿Cuánto cuesta? Un hecho asombroso en el artículo de Ausma y sus colegas es que hasta el 50% de los bosques de Alemania pueden sufrir de falta de azufre. También tienen evidencia de que el 50% de las tierras agrícolas en los EE. UU. tienen deficiencia de azufre y citan investigaciones que muestran cómo la fertilización con azufre puede ayudar a aumentar el rendimiento de las semillas en el Reino Unido.
Si bien esto puede parecer un problema agrícola, Ausma y sus colegas escriben en su conclusión que hay mucho más interés más allá de los humanos en los cultivos de los campos. “[N]uestro estudio allana el camino para estudios sobre cómo la privación de azufre afecta la aptitud de las plantas, los polinizadores y los organismos en diferentes niveles tróficos, para finalmente obtener una mejor comprensión del impacto de abajo hacia arriba de la deficiencia de nutrientes en el funcionamiento de todo el (agro)ecosistema”.
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN
Ausma, T., Bansal, V., Kraaij, M., Verloop, ACM, Gasperl, A., Müller, M., Kopriva, S., De Kok, LJ, van der Kooi, CJ, 2021. Las exhibiciones florales sufren por privación de azufre. Environmental and Experimental Botany. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2021.104656
