La limitación de polen ocurre cuando las plantas no pueden obtener suficiente polen para fertilizar todos sus óvulos, lo que limita el número de semillas establecidas. Es más común en plantas polinizadas por abejas, plantas autoincompatibles y plantas tropicales. Pero no está claro si la limitación de polen es un problema para los árboles que florecen en masa, a pesar de que los árboles producen más de 600 millones de toneladas de alimentos cada año. Stephen Trueman y sus colegas decidieron tomar una mirada más cercana a la limitación de polen mediante el estudio de los árboles de Macadamia. Sus hallazgos indican que los cambios en el manejo de las abejas podrían mejorar el rendimiento de los cultivos en una cantidad sustancial.
Si agregar más polen a una planta hace que produzca más semillas, se dice que tiene "limitación de polen". La limitación de polen ocurre cuando una planta no puede obtener suficiente polen o si el polen que obtiene es de baja calidad, lo que hace que los óvulos queden sin fertilizar. La forma en que los botánicos prueban si las plantas tienen polen limitado es comparar un grupo de plantas que se dejan valerse por sí mismas con un segundo grupo que recibe polen suplementario y ver si hay una diferencia en la producción de frutos. Es un experimento simple, pero Trueman y sus colegas señalan que no se ha hecho con árboles como la macadamia.
La macadamia no ha sido probada porque es un árbol de floración masiva, y esa floración masiva significa que hay mucho trabajo por hacer. Señalan que se han hecho algunas pruebas polinizando algunas flores de un árbol y comparándolas con otras flores del mismo árbol. Hay un par de problemas con este enfoque.
La primera es que las flores no son unidades completamente independientes. Obtienen la energía para desarrollar frutos del mismo almacén central. Si algunas flores se polinizan mejor, entonces la planta podría destinar más recursos a ellas y deshacerse de las flores sin polinizar o con polinización deficiente antes. Hay buenas razones para creer que la macadamia haría esto debido a la gran cantidad de flores que produce.
Trueman y sus colegas notaron que la macadamia también produce muchas más flores femeninas o hermafroditas de las que pueden soportar. Si todas las flores fueran polinizadas, simplemente no habría la energía para convertirlas todas en frutos. La macadamia se complace en dejar caer frutos inmaduros gracias a plagas o infecciones, por lo que cualquier problema con la limitación del polen podría ocultarse entre este gran efecto del árbol que se deshace de los frutos deficientes.
Por esta razón, los botánicos decidieron que necesitaban polinizar árboles enteros para probar los resultados entre árboles en lugar de entre ramas. Pero la polinización suplementaria de la macadamia no es una tarea sencilla. Escriben que los árboles de macadamia producen hasta 3500 racimos, siendo un racimo de flores unidas por tallos cortos a distancias iguales a lo largo de un tallo central. Cada racimo puede contener entre 100 y 300 flores. Eso significa que cada árbol tiene cientos de miles de flores. El equipo ha desarrollado un método para polinizar a mano las flores rápidamente.
El equipo plantó los árboles en varios bloques. Usaron dos cultivares, 'Daddow' y '816'. En una sección había dos grandes bloques de cada cultivar. En la otra sección, había franjas de un cultivar y luego de otro.
En su artículo, Trueman y sus colegas escriben: “Recolectamos polen frotando el interior de un tubo de ensayo (diámetro interno de 25 mm) sobre al menos cuatro racimos donantes que tenían flores recién abiertas, hasta que el polen era visible en rayas en el interior del tubo. tubo. La polinización cruzada suplementaria se realizó frotando el interior del tubo de ensayo sobre los racimos receptores del cultivar adyacente que tenía flores recién abiertas.
“Cada probeta se utilizó para polinizar un máximo de diez racimos, antes de lavarla con etanol acuoso al 70 % (v/v), enjuagar con agua y secar a la luz del sol. Polinizamos a mano cada árbol cada dos días durante el período de floración, comenzando el 8 y 9 de septiembre de 2018 y concluyendo en la mayoría de los árboles el 18 o 19 de septiembre de 2018. La última polinización manual de cualquier árbol se realizó el 24 de septiembre de 2018.
“Por lo general, de dos a cuatro personas polinizaban cada árbol en cada ocasión, intentando llegar a todos los racimos con flores abiertas hasta unos 2.4 m sobre el nivel del suelo. Estimamos que esto representó aproximadamente el 70 % de los racimos en cada árbol.
“Los árboles '816' y 'Daddow' poseían cada uno, en promedio, 1940 y 2140 racimos, respectivamente, según las extrapolaciones del porcentaje de racimos que pudimos alcanzar y el número promedio de tubos de ensayo utilizados para polinizar cada árbol. Los racimos de estos dos cultivares poseían 199 ± 5 y 104 ± 3 flores (n = 40), respectivamente, de modo que los árboles de '816 y 'Daddow' produjeron cada uno aproximadamente 386 060 y 222 560 flores, respectivamente.”
Los resultados mostraron que los árboles tenían polen limitado y que la calidad del polen importaba. En su comentario sobre el periódico, Megan van Etten escribe: “Este estudio proporciona información sobre varios aspectos de la evolución floral y la limitación del polen. Primero, este estudio muestra que puede haber un alto costo de producir muchas flores debido a una disminución en la calidad del polen recibido. Este costo debe tenerse en cuenta al examinar la evolución de la torre, ya que afectaría a las economías de escala, que se cree que es el principal impulsor de la evolución de la torre.
“Además, al menos para esta especie, la fuerte limitación de polen durante un año de reproducción con polinizadores adicionales sugiere que es poco probable que la reproducción haya evolucionado en respuesta a las economías de escala para una mayor polinización.
“En segundo lugar, este estudio muestra que incluso con abundantes polinizadores controlados, la limitación del polen tanto en cantidad como en calidad puede ser bastante severa. Este hallazgo es aún más preocupante dada la posibilidad de una disminución actual y futura de los polinizadores nativos debido al aumento de la perturbación humana y el cambio climático”.
La importancia de la polinización de las abejas se subraya en la conclusión de Trueman y sus colegas. “La dependencia de las flores de macadamia polinizadas por abejas en la polinización cruzada para la fructificación y los fuertes efectos de xenia en la masa del grano y la concentración de aceite demuestran el alto valor que los servicios de polinización pueden brindar a la producción y calidad de los alimentos. La polinización mejorada condujo a aumentos en los rendimientos de los granos de macadamia de 0.31 a 0.59 toneladas ha-1, lo que equivale a aumentos en los ingresos en la puerta de la finca de $US3720–$US7080 ha-1 a precios actuales de alrededor de US$12 000 por tonelada de grano”.
LEE LA INVESTIGACIÓN
Trueman, SJ, Kämper, W., Nichols, J., Ogbourne, SM, Hawkes, D., Peters, T., Hosseini Bai, S. y Wallace, HM (2021) “Limitación de polen y efectos de xenia en una masa cultivada -árbol en flor, macadamia integrifolia (Proteáceas),” Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mcab112
