Los colores ultravioleta secretos de los girasoles atraen a los polinizadores y preservan el agua

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 Para los polinizadores, que pueden ver en el ultravioleta, los girasoles tienen una gama adicional de colores. (Unsplash/Marco de Hevia), CC BY-SA

Las flores son uno de los ejemplos más sorprendentes de diversidad en la naturaleza, mostrando innumerables combinaciones de colores, patrones, formas y aromas. Van desde coloridos tulipanes y margaritas hasta fragantes frangipani y gigantes, flores de cadáver de olor pútrido. La variedad y la diversidad son asombrosas: considere la orquídea en forma de pato.

Pero por mucho que podamos apreciar la belleza y la diversidad de las flores, literalmente no es para nuestros ojos.

El propósito de las flores es atraer a los polinizadores, y es a sus sentidos que las flores satisfacen. Un claro ejemplo de esto son los patrones ultravioleta (UV). Muchas flores acumulan pigmentos UV en sus pétalos, formando patrones que son invisibles para nosotros, pero que la mayoría de los polinizadores pueden ver.

La desconexión entre lo que vemos y lo que ven los polinizadores es particularmente llamativa en los girasoles. A pesar de su estatus icónico en la cultura popular (como lo atestigua el honor posiblemente dudoso de ser una de las únicas cinco especies de flores con un emoji dedicado), difícilmente parecen el mejor ejemplo de diversidad floral.

¿Cómo ven los insectos el mundo?

luz diferente

Lo que comúnmente consideramos un solo girasol es en realidad un racimo de flores, denominado inflorescencia. Todos los girasoles silvestres, de los cuales hay unos 50 especies en América del Norte, tienen inflorescencias muy similares. A nuestros ojos, sus lígulas (los pétalos agrandados y fusionados del verticilo más externo de los floretes en la inflorescencia del girasol) son del mismo amarillo brillante uniforme y familiar.

Sin embargo, cuando se mira en el espectro UV (es decir, más allá del tipo de luz que pueden ver nuestros ojos), las cosas son bastante diferentes. Los girasoles acumulan pigmentos que absorben los rayos UV en la base de las lígulas. En toda la inflorescencia, esto da como resultado una patrón de diana UV.

En un estudio reciente, comparamos casi 2,000 girasoles silvestres. Descubrimos que el tamaño de estas diana UV varía ampliamente, tanto entre especies como dentro de ellas.

La especie de girasol con la diversidad más extrema en el tamaño de las diana UV es Helianthus annuus, el girasol común. H. anual es la pariente silvestre más cercano al girasol cultivado, y es el girasol silvestre más ampliamente distribuido, creciendo en casi todas partes entre el sur de Canadá y el norte de México. Mientras que algunas poblaciones de H. anual tienen ojos de buey ultravioleta muy pequeños, en otros, la región absorbente de ultravioleta cubre toda la inflorescencia.

Atrayendo polinizadores

¿Por qué hay tanta variación? Los científicos han sido consciente de los patrones florales UV por mucho tiempo. Algunos de los numerosos enfoques que se han utilizado para estudiar el papel de estos patrones en la atracción de polinizadores han sido bastante ingeniosos, incluidos cortando y pegando pétalos or cubriéndolos con protector solar.


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Cuando comparamos girasoles con diferentes diana UV, encontramos que los polinizadores podían discriminar entre ellos y las plantas preferidas con diana UV de tamaño intermedio.

Aún así, esto no explica toda la diversidad en los patrones de UV que observamos en diferentes poblaciones de girasoles silvestres: si las dianas UV intermedias atraen a más polinizadores (que es claramente un competitiva ), ¿por qué existen plantas con diana UV pequeña o grande?

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 Girasoles con diferentes patrones de diana UV como los vemos (arriba) y como los vería una abeja (abajo). (Marco Todesco), autor proporcionado

Otros factores

Si bien la atracción de polinizadores es claramente la función principal de los rasgos florales, cada vez hay más pruebas de que factores no polinizadores como la temperatura o los herbívoros pueden afectar la evolución de características como el color y la forma de la flor.

Encontramos una primera pista de que este también podría ser el caso de los patrones UV en los girasoles cuando observamos cómo se regula su variación a nivel genético. Un solo gen, HaMYB111, es responsable de la mayor parte de la diversidad de patrones UV que vemos en H. anual. Este gen controla la producción de una familia de sustancias químicas llamadas glucósidos de flavonol, que encontramos en altas concentraciones en la parte absorbente de UV de las lígulas. Los glucósidos de flavonol no solo son pigmentos que absorben los rayos UV, sino que también juegan un papel importante para ayudar a las plantas. hacer frente a diferentes tensiones ambientales.

Una segunda pista provino del descubrimiento de que el mismo gen es responsable de la pigmentación UV en los pétalos de la berro thale, Arabidopsis thaliana. El berro de Thale es el sistema modelo más utilizado en genética vegetal y biología molecular. Estas plantas son capaces de polinizarse a sí mismas, y por lo tanto generalmente prescindir de polinizadores.

Como no necesitan atraer polinizadores, tienen flores blancas pequeñas y sin pretensiones. Aún así, sus pétalos están llenos de flavonoles que absorben los rayos UV. Esto sugiere que existen razones no relacionadas con la polinización para que estos pigmentos estén presentes en las flores del berro thale.

Finalmente, notamos que las poblaciones de girasoles de climas más secos tenían dianas UV consistentemente más grandes. Una de las funciones conocidas de los glucósidos de flavonol es regular la transpiración. De hecho, descubrimos que las lígulas con patrones UV grandes (que contienen grandes cantidades de glucósidos de flavonol) perdían agua a un ritmo mucho más lento que las lígulas con patrones UV pequeños.

Esto sugiere que, al menos en los girasoles, los patrones de pigmentación UV floral tienen dos funciones: mejorar el atractivo de las flores para los polinizadores y ayudar a los girasoles a sobrevivir en ambientes más secos al preservar el agua.

Evolución económica

Entonces, ¿qué nos enseña esto? Por un lado, esa evolución es económica y, si es posible, utilizará el mismo rasgo para lograr más de un objetivo de adaptación. También ofrece un enfoque potencial para mejorar el cultivo de girasol, al aumentar simultáneamente las tasas de polinización y hacer que las plantas sean más resistentes a la sequía.

Finalmente, nuestro trabajo y otros estudios que analizan la diversidad de las plantas pueden ayudar a predecir cómo y en qué medida las plantas podrán hacer frente al cambio climático, que ya está alterando los entornos a los que se adaptan.La conversación

Sobre el Autor

marco todesco, Investigador asociado, Biodiversidad, Universidad de Columbia Britanica

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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