Cómo Influyen El Olor Y El Néctar En Los Polinizadores Y Herbívoros

Las flores usan aroma y néctar para manipular polinizadores

Un insecto que hace honor a su nombre porque sus larvas son insaciables: Manduca sexta (Manduca: Lat. “Masticador”). Una hawkmoth Manduca sexta hembra pone huevos en las hojas de una planta de tabaco después de haber polinizado las flores del tabaco. El mutualista putativo se convierte entonces en un antagonista, porque de estos huevos nacen orugas hambrientas. Crédito: MPI f. Ecología química / D. Kessler

Científicos del Instituto Max Planck de Ecología Química revelan cómo las flores usan el aroma y el néctar para manipular polinizadores y herbívoros.

Algunos polinizadores no solo brindan servicios de fertilización para las plantas con flores, sino que también ponen sus huevos en las hojas de las plantas después de haber visitado las flores. Las orugas voraces nacen de estos huevos y su enorme apetito puede matar fácilmente las plantas. Entonces, cuando las plantas anuncian polinizadores, con frecuencia también atraen a herbívoros. Científicos del Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena, Alemania, demostraron en ensayos de campo que las flores del tabaco coyote Nicotiana attenuata son capaces de resolver este dilema. Los investigadores demostraron que cuando las flores producen tanto aroma como néctar y son visitadas por tres polinizadores diferentes, aumenta su cruzamiento, lo que es importante para el flujo de genes entre las plantas. Además, ambos rasgos florales influyeron en la oviposición de la hawkmoth Manduca sexta, siendo la cantidad de néctar incluso más influyente que el aroma floral en la decisión de las hembras de hawkmoth de poner huevos. Las variaciones naturales de la biosíntesis de aromas y la secreción de néctar en las poblaciones de tabaco silvestre, incluidas las plantas cuyas flores no producen néctar en absoluto, pueden garantizar, por tanto, que se optimice el éxito reproductivo mientras se mantiene a raya a los herbívoros. Por primera vez, los científicos examinaron estos dos rasgos florales, aroma y néctar, y su influencia en los vectores del polen y los herbívoros simultáneamente.

Las plantas con flores emiten olores para atraer a los polinizadores. Los polinizadores son recompensados ​​con dulce néctar por su asistencia reproductiva. Sin embargo, esta interacción no siempre se basa únicamente en el principio de “una mano lava a la otra”. Algunas polillas hembras polinizan las flores y luego ponen sus huevos en las hojas de la misma planta. De estos huevos, nacen larvas voraces que amenazan la supervivencia de la planta. Un ejemplo de “mutualista convertido en antagonista” es el gusano cuerno del tabaco Manduca sexta, una polilla que visita las flores de Nicotiana attenuata, una especie de tabaco silvestre en América del Norte y Central. Sin embargo, sus larvas pueden causar devastadores daños alimentarios.

Como descubrieron los científicos dirigidos por Ian T. Baldwin, las concentraciones y cantidades de aroma floral y néctar varían en las poblaciones naturales de Nicotiana attenuata. Incluso hay plantas individuales que no secretan néctar en absoluto. Estas plantas engañan a los visitantes florales atrayéndolos en primer lugar, pero negando una recompensa por los servicios de polinización. Para desacoplar la influencia del aroma floral y el néctar y estudiar ambos rasgos simultáneamente, los científicos utilizaron plantas que habían sido alteradas genéticamente para no producir bencilacetona, el componente principal del aroma floral o néctar. Un tercer grupo de plantas no pudo sintetizar bencilacetona ni néctar. Estas plantas fueron modificadas usando un ARN -Técnica de transformación basada en interferencias (RNAi). Ambos rasgos florales se estudiaron de forma simultánea e independiente por primera vez.

Los investigadores examinaron la influencia de estos rasgos florales en las tasas de cruzamiento después de la polinización por tres polinizadores diferentes: la polilla del tabaco Manduca sexta, la polilla colibrí Hyles lineata y el colibrí Archilochus alexandri. Se logra una alta tasa de cruzamiento cuando el polen, y por lo tanto la información genética de una planta, se transfiere de una planta a otra. Esto aumenta la diversidad genética en las poblaciones de plantas.

Mientras que el néctar es una dulce recompensa que hace que los polinizadores vuelen de flor en flor, el aroma floral es un atrayente que anuncia la presencia de esta recompensa. La evaluación de los datos experimentales reveló que tanto el aroma como el néctar garantizan que los polinizadores visiten las flores con más frecuencia que las plantas que carecen de estos rasgos. Curiosamente, el aroma y el néctar tuvieron diferentes efectos en el servicio de transferencia de polen de los tres polinizadores evaluados. Por otro lado, tanto el olor como el néctar influyeron directamente en la oviposición de las polillas Manduca sexta hembras. La cantidad de néctar más que el olor afectó la decisión de las polillas hembras de poner sus huevos y, por lo tanto, se encontraron más huevos de Manduca en plantas que producían grandes cantidades de néctar.

Los científicos se sorprendieron de que la secreción de néctar tuviera un mayor impacto en el comportamiento de la puesta de huevos en las polillas Manduca sexta hembras que el aroma floral. Ellos plantean la hipótesis de que las polillas de halcón usan el néctar como indicador para evaluar el tamaño de la planta o los rasgos de salud que le dan a su descendencia una mejor oportunidad de supervivencia. “Algunas plantas, por otro lado, son tramposas y solo fingen la presencia de una recompensa. Se benefician de vecinos productores de néctar y polinizadores engañados, lo que reduce sustancialmente la herbivoría ”, explica Danny Kessler, primer autor del estudio.

Las flores enfrentan muchos desafíos. Deben garantizar el éxito del cruzamiento y la reproducción y dependen de diferentes especies polinizadoras, todas las cuales tienen preferencias y comportamientos diferentes. Al mismo tiempo, las flores también deben asegurarse de que las polillas no pongan demasiados huevos en las hojas de la planta. “Tanto los herbívoros como los polinizadores contribuyeron a la evolución de los rasgos florales. Por lo tanto, tiene poco sentido estudiar estos rasgos, el aroma y el néctar, como si solo mediasen los servicios de polinización ”, resume Ian T. Baldwin, jefe del Departamento de Ecología Molecular. Su laboratorio desarrolló una completa caja de herramientas moleculares para el tabaco de coyote Nicotiana attenuata.

La combinación de estos rasgos florales, la biosíntesis del aroma y la producción de néctar, requiere un cierto ajuste para maximizar la aptitud de una planta. Las polillas grandes, como Manduca sexta, probablemente pueden transferir polen a distancias más grandes en comparación con los colibríes que generalmente se encuentran en las cercanías de sus nidos. Debido a que las poblaciones de tabaco silvestre a menudo se encuentran aisladas en la naturaleza, la transferencia de polen a grandes distancias es importante para asegurar el cruce entre estas poblaciones.

Publicación : Danny Kessler, et al., “Cómo el aroma y el néctar influyen en los antagonistas y mutualistas florales”, eLife, 2015; doi: 10.7554 / eLife.07641

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