Si bien los efectos de la urbanización en el comportamiento animal se estudian ampliamente, se sabe poco sobre cómo la vida en la ciudad influye en los rasgos reproductivos de las plantas. Un nuevo estudio realizado por investigadores del Instituto Nacional de Estudios Ambientales de Japón, publicado recientemente en Annals of Botany, ha descubierto pruebas de que Los entornos urbanos pueden impulsar cambios evolutivos en las estrategias reproductivas de las plantas..
El equipo se centró en Portulaca oleracea, una pequeña planta con flores comúnmente conocida como verdolaga que se encuentra en todo Japón. P. oleracea tiene un sistema reproductivo único donde las plantas individuales están genéticamente predispuestas a producir flores abiertas polinizadas por insectos (plantas casmogamas o CH) o flores cerradas autopolinizadas (plantas cleistógamas o CL). Esta doble estrategia permite que la planta se adapte a diferentes condiciones ambientales. La evolución y prevalencia de estos rasgos reproductivos en respuesta a la urbanización fueron los puntos focales de esta investigación.
Para comparar estrategias reproductivas entre entornos urbanos y rurales, los investigadores recolectaron muestras de semillas de diez poblaciones de P. oleracea repartidas por las áreas urbanas de Tokio y diez poblaciones de zonas más rurales. Cultivaron las semillas en un jardín controlado y registraron el tipo de flor, el momento de la floración y la producción de semillas de cada planta resultante. Primer autor Tomohiro Fujita en comunicación personal con Annals of Botany habló sobre las ventajas que ofrece el experimento del jardín común para comprender el impacto de la urbanización en los rasgos reproductivos. “Para verificar la evolución, necesitamos distinguir entre cambios genéticos y cambios ambientales (es decir, plasticidad). Creo que los experimentos comunes en el jardín son un medio eficaz para diferenciar entre los dos”. él dijo.
Los resultados mostraron una clara diferencia entre las plantas de la ciudad y del campo. Las poblaciones urbanas tenían muchas menos plantas de CH abiertas que dependen de insectos polinizadores en comparación con las zonas rurales, donde las plantas de CH abiertas eran más comunes. En las ciudades predominaban las plantas CL cerradas, que pueden autopolinizarse sin necesidad de ayuda de insectos.
Además, las plantas CL que habitan en la ciudad tendieron a florecer y producir semillas antes en la temporada que sus contrapartes CL o CH rurales. También produjeron semillas más pesadas en promedio. Los investigadores creen que estos rasgos ayudarían a las plantas a evitar el estrés por calor y sequía, dos presiones ambientales exacerbadas en entornos urbanos con microclimas más cálidos y menor disponibilidad de agua.
“Nuestros resultados sugieren que P. oleracea en las zonas urbanas está evolucionando hacia la autofecundación”, afirma Fujita. “Si bien la autofertilización puede extenderse en las poblaciones debido a ventajas a corto plazo como la seguridad reproductiva, podría reducir el potencial evolutivo a nivel de población y aumentar el riesgo de extinción. Por ejemplo, si las condiciones de crecimiento urbano cambian debido al cambio climático futuro, los individuos con flores cleistógamas pueden tener un potencial evolutivo bajo y es posible que no puedan mantener sus poblaciones. Creo que se necesita más investigación sobre este tema”.
Al demostrar cambios reproductivos relacionados con el entorno de la planta, el estudio revela que la urbanización es un potente impulsor del cambio evolutivo en los sistemas reproductivos de plantas como P. oleracea. A medida que las ciudades continúan expandiéndose y alterando los hábitats naturales, comprender estos mecanismos adaptativos se vuelve crucial para predecir cómo responderán las especies de plantas a la urbanización futura.
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Fujita T., Tsuda N., Koide D., Fukano Y. y Tomomi I. (2024) “La flor no se abre en la ciudad: Evolución de los caracteres reproductivos de las plantas Portulaca oleracea en poblaciones urbanas" Annals of Botany. Disponible en: https://doi.org/10.1093/aob/mcae105
