Podríamos pensar en las flores en términos de su color y aroma, pero ¿qué pasa con su temperatura? Una nueva revisión en Annals of Botany mira a la ecología termal de las flores. En el artículo, Casper van der Kooi y sus colegas exploran cómo las flores manipulan su temperatura. Ser capaz de criar u órganos en la flor puede ayudar al éxito reproductivo.

Atributos florales que aumentan la captación de calor exógeno.
Atributos florales que incrementan la captación de calor exógeno. A: La forma de la flor determina la cantidad de calor captado y retenido. En flores con forma de disco, cuenco o campana orientadas hacia arriba (I, II), los órganos reproductivos pueden calentarse bajo la luz solar directa y mediante la reflexión adicional de la luz por los pétalos. En flores colgantes (III), los órganos reproductivos captan poca luz solar directa, pero la flor puede atrapar el calor irradiado desde abajo, y los órganos reproductivos están menos expuestos al viento y la lluvia. En flores tubulares (IV), la luz solar directa llega relativamente poca a los órganos reproductivos, pero la cámara interior (parcialmente) cerrada puede tener una temperatura más alta debido a efectos similares a los de un microinvernadero. B: La orientación de las flores determina la captación inmediata de la luz solar. Mediante cambios en la orientación de la flor, por ejemplo, el heliotropismo, la cantidad de calor captado puede maximizarse a lo largo del día. C: Las flores de colores oscuros pueden absorber más luz que puede reemitirse como calor, aunque el papel del color en la modificación del entorno térmico floral parece ser altamente específico del sistema. D: El comportamiento de apertura y cierre de las flores puede proteger los órganos reproductivos de la exposición a temperaturas extremas, viento o lluvia. E: La pubescencia aumenta la capa límite de la flor, actuando como capa aislante y aumentando la retención de calor. Imagen: W. Reen. Fuente: van der Kooi et al., 2019.

Van der Kooi explicó por qué la temperatura es tan importante para los ecologistas. “La temperatura es un mediador importante en la floración, y el rendimiento reproductivo de muchas especies (a través del tiempo o los procesos metabólicos) está limitado por las bajas temperaturas. Por lo tanto, en muchos casos, un (ligero) aumento en la temperatura de la flor aumentará la ventana en la que puede ocurrir la reproducción. Por ejemplo, cuando una flor es más cálida, es más probable que los insectos polinizadores la visiten más y durante más tiempo. De manera similar, los procesos metabólicos se aceleran con la temperatura, al menos en climas moderados. Por lo tanto, un aumento conducirá a una fertilización y maduración de semillas más rápidas”.

Por lo tanto, las temperaturas elevadas pueden ser una ventaja. Van der Kooi y los coautores observaron flores que encajaban en cuatro categorías de formas: (1) flores en forma de disco y cuenco, (2) campanas invertidas, (3) campanas colgantes y (4) "microinvernaderos". En el caso de los microinvernaderos, el equipo observa que la temperatura dentro de la flor puede ser hasta 10 °C más alta que la temperatura ambiente en un día soleado. Lo que me llamó la atención sobre las formas enumeradas es que parecen muy comunes. Entonces pregunté, ¿es probable que la evolución de la gestión térmica sea tan común o más común que la evolución de las exhibiciones florales para los polinizadores?

Van der Kooi dijo: “No iría tan lejos como para decir que las temperaturas son más importantes para las flores que atraer polinizadores, ciertamente no, pero el manejo térmico de las flores ciertamente es un fenómeno muy generalizado. En casi todas las regiones no ecuatoriales, hay ciertas épocas del año o del día en que las plantas no florecen. En muchos casos, esto se debe a temperaturas subóptimas (a menudo bajas). Por lo tanto, para un gran número de angiospermas, la temperatura es clave para determinar su tiempo y duración de floración”.

También es tentador ver los colores como parte del conjunto de herramientas para elevar las temperaturas, con flores más oscuras que atrapan el calor. Sin embargo, este no es siempre el caso. Van der Kooi dijo: “El efecto del color sobre la temperatura es en realidad menor de lo que se suele suponer. Parece que la coloración más oscura aumenta la temperatura en algunas flores, pero ciertamente no en todas. Teniendo en cuenta que es menos probable que se publiquen otros resultados negativos que muestran que la temperatura NO contribuye que los resultados positivos, debemos ser cautelosos al generalizar la importancia del color en la temperatura de la flor. Probablemente la forma y la orientación son más importantes en el gran esquema de las cosas, ya que contribuyen a capturar la radiación solar y protegerse del viento”.

Además de la estructura de la flor, los autores también consideran los movimientos. El heliotropismo es donde la flor sigue al sol durante el día, famoso aunque no con precisión. conocido en girasoles, donde el heliotropismo se detiene cuando comienza la floración. Otro movimiento es el de abrir y cerrar las flores. Los autores dicen que el cierre nocturno también podría ayudar a atrapar el calor. Señalan algunos experimentos que han demostrado que prevenir el cierre de flores reduce la viabilidad del polen. Sin embargo, advierten que esto podría deberse a la humedad o a los patógenos nocturnos más que a la temperatura.

Van der Kooi y sus colegas también consideran plantas que producen su propio calor. yo estaba familiarizado con Aro creando calor, pero aprendió sobre el repollo mofeta del periódico. “Repollo mofeta (Symplocarpus renifolius), por ejemplo, mantiene una temperatura constante de 23°C, incluso a temperaturas ambiente de -10°C…”

Una de las características sorprendentes de la revisión es cuánta oportunidad hay de encontrar algo nuevo en este campo. Me preguntaba si algún tiempo con una impresora 3D podría producir algunos resultados interesantes. Ciertamente ha funcionado en algunos casos, pero tal vez no en este. Para empezar, el color no es algo simple de emular. En otro artículo reciente, van der Kooi y Stavenga discuten colores amapola. Van der Kooi dijo: “Las propiedades ópticas son complejas, es decir, las diferentes especies de flores reflejan y transmiten la luz de manera diferente. El color es más que matiz; también son importantes la luminancia y la saturación. Estas propiedades ópticas influyen aún más en los reflejos de luz internos de la flor que son importantes para el calentamiento”.

En el caso de las amapolas, los pétalos son solo tres capas de células. Esta es otra razón por la cual la impresión 3D no es una solución simple, como explicó van der Kooi: "Es tentador pensar que la impresión 3D puede ayudar, y puede serlo bajo ciertas condiciones, pero el material de la planta es clave en la temperatura de la flor y Debido a que imprimimos en polímeros que tienen propiedades ópticas muy diferentes a las de las plantas, es difícil extrapolar estos resultados a las flores reales”.

“Lo que realmente se necesita a largo plazo son estudios holísticos y detallados que incorporen diferentes aspectos. Por ejemplo, la orientación, el color y la forma se han estudiado de forma relativamente aislada, pero saber qué aspecto es importante para qué especie y en qué condiciones ambientales requiere una gran configuración”.

Van der Kooi dice que los estudios comparativos que vinculan rasgos florales comunes con variables ambientales o filogenéticas podrían funcionar en combinación con más trabajo experimental que manipula un rasgo a la vez. Van der Kooi y sus colegas dan un ejemplo del tipo de experimentación que podría proporcionar resultados útiles en el artículo: “en el caso de flores polimórficas de color donde los órganos reproductivos están encerrados por el perianto (por ejemplo, antirrino): ¿las flores más pálidas son más cálidas porque son más translúcidas y, por lo tanto, presentan efectos de microinvernadero más fuertes, o las flores más oscuras son más cálidas debido a la conversión de la luz en calor?

Van der Kooi concluye: “Nuestra investigación muestra que la temperatura de la flor es importante tanto para la fertilidad de las plantas como para aumentar la polinización por parte de los animales. Además, mostramos que la temperatura de la flor está modulada por diferentes cosas, seis grandes factores principales: forma, orientación, color, pubescencia, apertura/cierre y termogénesis”. Con tantos factores para estudiar, la Ecología Térmica debería ser un campo productivo durante mucho tiempo.