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El pensamiento silvestre ha aumentado su tasa de autofecundación y reducido la producción de néctar ante la escasez de abejorros
El planeta se está quedando sin polinizadores. El colapso quizá sea peor entre los abejorros que en las abejas. Sin ellos, ¿quién polinizará a las plantas que los necesitan para su fecundación? Pues ella solas a sí mismas. La tasa de autofecundación de una planta silvestre ha aumentado en casi en un 30%. Y si ya no necesitan atraerlos, ¿de qué le sirven las flores y el néctar? Ambos atributos del pensamiento silvestre (Viola arvensis) han menguado al compararlas con ejemplares de hace 30 años ahora resucitados. Es solo una especie de los miles que hay y solo lo han observado en Francia, pero se podría estar abriendo el camino a un mundo sin flores.
Las angiospermas, las plantas con flores, aparecieron en la Tierra hace unos 130 millones de años y solo tardaron unos pocos más en llenar de color todo el planeta. A Charles Darwin, el padre de la teoría de la evolución, parece que le molestaran. En una carta a su mejor amigo, el botánico y explorador Joseph Hooker, le decía: “El aparente rápido desarrollo de todas las plantas superiores en los últimos tiempos geológicos es un misterio abominable”, escribió entonces. En el éxito tan rápido de esa abominación, las plantas encontraron aliados en insectos, aves y, por qué no, dinosaurios, que las ayudaron a fecundarse unas a otras por medio de los granos de polen, los gametofitos masculinos. Hoy, el 80% de las especies vegetales silvestres y el 70% de las cultivadas dependen en mayor o menor grado de los polinizadores. Por eso, el declive de poblaciones y especies enteras de insectos, reducidas a la mitad en las zonas más alteradas por los humanos, podría tener un enorme impacto en la flora mundial.
La región de París, al norte de Francia, no es todo el planeta, pero allí los botánicos han observado lo que podría pasar en el resto del globo. En los últimos años, estaban observando que las flores del pensamiento silvestre eran menos vistosas. Al mismo tiempo, les parecía evidente la reducción de las poblaciones de insectos polinizadores. ¿Podían estar ambos fenómenos relacionados? Para comprobarlo, recurrieron a lo que llaman la ecología de la resurrección.
Samson Acoca-Pidolle, investigador de la Universidad de Montpellier, explica lo que es: “Consiste en utilizar la propiedad de latencia de alguna etapa de la vida para almacenar individuos durante un largo período. En nuestro caso, algunas semillas recolectadas entre los años 90 y 2000 y almacenadas en refrigeradores de los Conservatorios Botánicos Nacionales”. En 2021, recuperaron las simientes de pensamiento silvestre de su hibernación y volvieron a los mismos campos de donde las habían obtenido y recolectaron otras nuevas, del presente, para compararlas. “Esta metodología es poderosa porque así podemos comparar ascendencia y descendencia exactamente en las mismas condiciones, en un jardín común”, añade Acoca-Pidolle.
Los resultados de la siembra, publicados en la revista científica New Phytologist, son inquietantes. Llevaron ambos grupos de semillas, las resucitadas y las actuales, hasta invernaderos de cuatro sitios distintos. En cada ubicación diseñaron el mismo experimento. En zonas aisladas con tela mosquitera sembraron una treintena de plántulas de sendos linajes. Al llegar abril, introdujeron colmenas de abejorros para polinizarlas y sacaron una segunda generación. En total, 792 plantas. Las investigaron por todos los flancos posibles. Analizaron su genoma, la frecuencia de visitas de insecto, tasas de crecimiento vegetativo y, en especial, todos los parámetros de la floración: longitud de la corola, el ancho del labelo, la longitud del espolón, también la de los sépalos o la duración de la antesis, la formación de la flor, de las cinco primeras flores que aparecieron en cada planta.
De los siete parámetros, solo la longitud de los sépalos, esa especie de protectores bajo los pétalos, no era igual. En el resto, todo había cambiado entre el pensamiento silvestre de ahora y el de hace 30 años. En concreto, la plantas actuales han encogido un 10% su área floral. También tenían menos guías de néctar. Son una de las adaptaciones más sofisticadas que han desarrollado las plantas con flores y son lo que dicen, patrones visuales que guían al insecto hasta donde está el néctar y el polen. En algunas flores son visibles para el ojo humano, pero en otras, como en el girasol, que parece de un amarillo monótono, en realidad tiene otros amarillos, pero las rayas están en el rango de la luz del ultravioleta, solo visible para los polinizadores. Un último y definitivo dato: en los cuatro sitios donde realizaron los experimentos, el linaje resucitado del pasado producía de media un 20% más de néctar.
En paralelo, los autores de los experimentos observaron otras dos tendencias. Por un lado, y confirmado a nivel genético, comprobaron que la ratio de autofecundación de las plantas del presente es un 27% mayor que en las del pasado. Desde el origen de las plantas vasculares, muchas de las especies desarrollaron la capacidad de fecundizarse a sí mismas. Es una estrategia en principio imbatible, no necesitan a nadie para reproducirse. Pero tiene un problema, la reducción de diversidad genética por endogamia hace que el organismo sea más vulnerable y menos elástico para afrontar los cambios ambientales y, por supuesto, multiplica el riesgo de heredar una mutación dañina. En las flores actuales, los botánicos detectaron una menor hercogamia, la distancia entre estambres y pistilos, entre los órganos sexuales masculinos y femeninos, para facilitar la autofecundación.
“La autofecundación es la forma extrema de endogamia y en las plantas (y todos los organismos) afecta a su tamaño, su supervivencia”Pierre-Olivier Cheptou, investigador del Centro Nacional de Investigaciones Científicas de Francia
“La autofecundación es la forma extrema de endogamia y en las plantas (y todos los organismos) afecta a su tamaño, su supervivencia...” dice Pierre-Olivier Cheptou, investigador del Centro Nacional de Investigaciones Científicas (CNRS, por sus siglas en francés) y supervisor del trabajo de Acoca-Pidolle. De hecho, vieron que el número de semillas que daban las plantas actuales frente a las del pasado era algo menor, pero habría que ver cómo evoluciona este menor rendimiento en el futuro.
El enorme cambio se debería a la dificultad creciente que tiene el pensamiento silvestre en reclutar polinizadores. El declive de estos insectos mutualistas estaría haciendo innecesarias las flores y el néctar que los atraían, elementos en los que las plantas invierten buena parte de sus recursos. De hecho, en los experimentos, confirmaron que los abejorros acudían en menor número y frecuencia a los ejemplares del presente. “Nos sorprendió descubrir que estas plantas evolucionan tan rápidamente. Nuestros resultados muestran que las antiguas interacciones que vinculan a los pensamientos con sus polinizadores están desapareciendo rápidamente”, señaló Acoca-Pidolle. La misma idea destaca su tutor, la rapidez en el cambio. “Lo que nuestro estudio muestra es que están evolucionando para prescindir de sus polinizadores”, destaca Cheptou. “Están evolucionando hacia la autopolinización, lo que funciona a corto plazo, pero puede limitar su capacidad de adaptarse a futuros cambios ambientales”.
El profesor Michael Lenhard dirige un laboratorio de genética de los órganos de las plantas en la Universidad de Potsdam (Alemania). No relacionado con los experimentos con el pensamiento silvestre, ha investigado el síndrome de autopolinización. Las características básicas del síndrome son los cambios en la ubicación de los órganos sexuales (acortando la hercogamia) y en la morfología de las flores. Lenhard coincide en que uno de los resultados es la pérdida de atractivo de estos ornamentos: “Sobre todo cuando el síndrome de autofecundación con sus diferentes componentes, como el menor tamaño y la menor producción de olores, ya está fuertemente establecido. En este caso, se reducen dos señales importantes para la atracción de los polinizadores (la visual, tamaño de la flor, y la olfativa, aroma), lo que hace que las flores sean menos llamativas y menos atractivas para los polinizadores”.
El científico alemán también coincide con los franceses: “En el futuro cercano, creo que es posible que veamos más poblaciones de plantas evolucionando con una mayor tasa de autopolinización y autofertilización, si el número de polinizadores continúa disminuyendo”. A largo plazo, también cree que no es buena estrategia: “Si este efecto se volviera realmente fuerte, probablemente sea perjudicial para las poblaciones en cuestión, ya que las poblaciones/especies autofecundadas tienden a tener una menor capacidad de adaptación evolutiva y una mayor tasa de extinción”.
“Esta transición ha existido de forma natural, es común entre las plantas, pero el cambio global la está acelerando. La velocidad es lo dramático”Sergio Ramos, investigador en botánica de la Universidad de Zúrich, Suiza
Desde la Universidad de Zúrich (Suiza), el investigador Sergio Ramos recuerda que la autofecundación vegetal siempre ha estado ahí. “No es un fenómeno aislado, todas las plantas, todos los grupos de plantas lo han experimentado, y de hecho es una de las transiciones evolutivas más importantes, más frecuentes y más consistentes”, dice. Ramos realizó hace unos años una serie de experimentos con coles, que presumen de flores de un intenso amarillo. Como el resto de plantas tienen que atraer a los insectos polinizadores, pero no pueden pasarse de atractivas o también reclamarán a los insectos herbívoros. En sus ensayos, usaron plantas con el mismo origen que repartieron en cuatro grupos y jugaron con la presencia/ausencia de abejorros y/o orugas de la mariposa de la col, un voraz herbívoro. A la octava generación, las flores de unas y otras eran muy diferentes. Las expuestas a los polinizadores, tenían flores más grandes y liberaban mayor fragancia. Mientras, las que sufrieron el azote de las orugas, habían reducido su atractivo floral, pero aumentado la cantidad de metabolitos tóxicos, para ahuyentar a los herbívoros.
“Fue uno de los primeros ejemplos experimentales de que esta transición ocurre de manera muy rápida”, comenta Ramos. Pero hay otros trabajos que también han manipulado la presencia o la ausencia de insectos y “lo que se ha visto es que cuando las plantas no tienen movimiento de polen, no hay entrecruzamiento, mediado por los insectos, justo después de unas generaciones, empieza a verse que evolucionan a la auto reproducción, añade. Para Ramos, lo diferente ahora es, de nuevo, la velocidad del cambio: “Esta transición ha existido de forma natural, es común entre las plantas, pero el cambio global la está acelerando. La velocidad es lo dramático. Los biológicos evolutivos no se imaginaban poder ver estos cambios en tiempo real. A mí es lo que me parece bonito y a la vez alarmante”.
28 ENE 2024 - 05:25 CET
https://elpais.com/ciencia/2024-01-28/estas-plantas-han-encogido-sus-flores-y-estan-prescindiendo-de-sus-polinizadores.html
