A polinização é um processo vital para a reprodução das plantas. Ela pode ocorrer de várias maneiras, com, por exemplo, insetos, aves ou até mesmo o vento transportando o pólen de uma flor para outra. Quando pensamos em polinizadores, normalmente, os insetos - e especialmente as abelhas - vêm à mente como os polinizadores mais importantes. No entanto, animais como aves e mamíferos também desempenham um papel fundamental nesse processo, especialmente nas regiões tropicais do mundo.
Todas essas informações foram coletadas ao longo de anos de pesquisa, mas duas perguntas que ainda permanecem são: "Como as flores eram polinizadas há milhões de anos atrás? E como isso mudou ao longo do tempo?" Em um estudo recente publicado na revista New Phytologist Ruby E. Stephens e seus colaboradores investigaram os principais tipos de polinização na história evolutiva das plantas com flores.
É provável que os insetos tenham sido os primeiros animais a auxiliar na polinização das plantas. Para entender por que isso aconteceu, vamos nos aprofundar no processo de polinização: Os insetos coletam o pólen de uma flor e o transferem para outra flor da mesma espécie, mas de um indivíduo diferente. Isso é conhecido como polinização cruzada e é mais eficiente do que a polinização pelo vento, resultando em menos desperdício de pólen.
Em uma entrevista com o Botany One, Stephens explicou: "Os insetos são ótimos polinizadores porque, embora morcegos, pássaros e outros animais vertebrados também possam atuar como polinizadores, os insetos possuem características específicas que os tornam particularmente adequados para esse papel. Eles são pequenos, têm requisitos nutricionais mais simples e não precisam de recompensas florais abundantes, como néctar e óleo, para serem atraídos. Além disso, a diversidade e a abundância de insetos em diversos ambientes e sua adaptabilidade os estabelecem como polinizadores-chave em uma relação simbiótica com as flores. Isso reforça a ideia de que os insetos desempenharam um papel crucial na polinização ao longo do tempo”. Consequentemente, nas palavras de Stephens, "a polinização por insetos tem sido imensamente vantajosa para as angiospermas", moldando as interações entre esses dois grupos de organismos ao longo da evolução.
Neste estudo, os autores exploraram se a polinização por insetos é, de fato, o modo ancestral. Em outras palavras, eles investigaram se a polinização por insetos é realmente a forma mais antiga e original. Além disso, eles examinaram como fatores temporais e ambientais moldaram as mudanças nos processos de polinização ao longo do tempo. Para fazer isso, eles não apenas consideraram estudos anteriores sobre a evolução das plantas e os métodos de polinização, mas também examinaram toda a história evolutiva das plantas com flores. Compreender como isso ocorreu no passado e o que levou a essas mudanças nos modos de polinização pode fornecer informações cruciais para proteger diferentes tipos de plantas e seus habitats.
Stephens e sua equipe selecionaram 1.201 espécies de plantas e atribuíram a cada uma delas um tipo de polinização com base em uma variedade de fontes, incluindo observações de campo, estudos de ecologia da polinização e várias bases de dados botânicas. Eles categorizaram essas espécies em quatro modos de polinização - vento, água, insetosou vertebrados – e construíram árvores filogenéticas para modelar a evolução dos modos de polinização.
Não surpreendentemente, os pesquisadores descobriram que as angiospermasmais antigas provavelmente eram polinizadas por insetos e que aproximadamente 86% da história evolutiva da polinização das angiospermas foi impulsionada por insetos. O papel dos insetos como polinizadores permaneceu predominante em vários grupos-chave de angiospermas, incluindo magnoliidas, monocotiledôneas, eudicotiledôneas, asterídeas e rosídeas. Essa descoberta está alinhada com evidências anteriores de fósseis e linhagens antigas de angiospermas, todas apontando para a natureza ancestral da polinização por insetos. Os resultados desta pesquisa também estão alinhados com um estudo anterior liderado pelo orientador de doutorado de Stephens, o Dr. Hervé Sauquet, que fornece uma reconstrução de uma flor ancestral, que apresenta características diferentes da polinização por insetos, como flore bissexuais e simetria radial.
Embora a maioria das espécies tenha mostrado preferência pela polinização por insetos, houve algumas exceções notáveis, com certos grupos demonstrando adaptações a outros métodos de polinização. Por exemplo, plantas aquáticas em Ceratophyllales e Alismatales são predominantemente polinizadas pela água. Em contraste, as Zingiberales evoluíram para depender da polinização por vertebrados, e as Fagales, juntamente com as Picramniales, adotaram a polinização pelo vento. Segundo Stephens, "no caso das angiospermas aquáticas, a polinização pela água provavelmente foi um passo evolutivo necessário para se tornarem plantas com flores cujo ciclo de vida inteiro é completado debaixo d'água". Por outro lado, no caso das Zingiberales, essa mudança pode ter sido influenciada pela distribuição ampla desse clado em regiões tropicais. Essa distribuição mais ampla pode estar relacionada à prevalência da polinização por vertebrados nesta família, uma vez que plantas tropicais muitas vezes têm mais recursos para oferecer maiores quantidades de néctar a polinizadores vertebrados maiores.
Os autores também observaram que, ao longo do tempo, algumas plantas mudaram seus métodos de polinização. Ocasionalmente, plantas que eram polinizadas por animais passaram a depender do vento para a polinização. Isso aconteceu com mais frequência do que o oposto, ou seja, plantas que eram polinizadas pelo vento mudaram para depender de animais. No entanto, é raro que as plantas voltem à polinização por animais após se adaptarem à polinização pelo vento, especialmente porque as flores precisam passar por várias mudanças significativas para se adaptarem à polinização pelo vento, como reduzir ou até eliminar certas partes, alterar a forma da flor (tornando-a unissexuada com órgãos reprodutivos apenas masculinos ou femininos), aumentar a proporção de pólen para óvulo ou alterar a forma do estilete, (de estiletes sólidos para estiletes penugentos). Essas mudanças são difíceis de reverter, o que explica por que é raro que as plantas retornem à polinização por animais após se adaptarem à polinização pelo vento.
O estudo identificou transições frequentes entre polinização por insetos e vertebrados ao longo da história das angiospermas, levando a interações especializadas. Notavelmente, as mudanças de polinização de vertebrados para insetos foram quase tão comuns quanto as transições originais. Tais adaptações ilustram o mutualismo dinâmico, já que tanto a polinização por vertebrados quanto por insetos oferecem vantagens. Isso demonstra um mutualismo eficaz, com recompensas florais atraindo vertebrados para visitas repetidas, promovendo a polinização cruzada direcionada. As plantas empregam estratégias semelhantes para envolver tanto os polinizadores vertebrados quanto os insetos, como a produção de néctar, pólen aderente e aparências florais atraentes. Surpreendentemente, espécies que dependem principalmente da polinização por vertebrados podem se adaptar aos insetos, mostrando reversibilidade. Isso destaca a natureza adaptável das interações entre plantas e polinizadores, moldando sua dinâmica ao longo do tempo.
No que diz respeito aos fatores ambientais que podem ter moldado as mudanças nos modos de polinização, os autores descobriram que as plantas polinizadas pelo vento eram comuns em áreas abertas e em latitudes mais altas, enquanto as polinizadas por animais predominavam sob copas densas e em latitudes mais baixas. Acredita-se que a polinização pelo vento evolua quando a polinização por animais é limitada e o ambiente abiótico permite o fluxo de vento. Mudanças significativas no clima e no habitat ao longo da história das angiospermas podem ter aberto habitats e interrompido o acesso aos polinizadores. Portanto, as plantas se adaptaram para usar o vento como meio alternativo de transmitir suas mensagens e garantir sua reprodução.
Interessantemente, a pesquisa ultrapassa o âmbito das angiospermas, sugerindo a possibilidade de que o ancestral de todas as plantas com sementes também tenha sido polinizado por insetos. Embora muitas gimnospermas contemporâneas sejam polinizadas pelo vento, existem linhagens tanto de gimnospermas antigas quanto modernas que são polinizadas por insetos, levantando questões sobre se a polinização por insetos pode ter desempenhado um papel na formação da evolução das primeiras plantas produtoras de sementes.
No geral, este estudo sobre os modos de polinização das angiospermas fornece insights valiosos sobre a relação fundamental e duradoura entre as plantas com flores e os insetos polinizadores que as acompanham. A pesquisa mostra que a parceria benéfica entre essas plantas e insetos tem origens sólidas na história evolutiva, com a polinização por insetos sendo um fator consistente durante a maior parte do tempo em que as angiospermas existem. O estudo revela que o vínculo mutualístico entre essas plantas e insetos está profundamente enraizado na história evolutiva. No entanto, diante dos desafios impostos pelo Antropoceno, um período caracterizado por mudanças ambientais causadas pela atividade humana, o destino da dinâmica de polinização permanece incerto.
Compreender a complexidade das relações passadas e presentes entre as plantas e seus polinizadores é crucial para os esforços de conservação, promoção da agricultura sustentável e preservação da diversidade e estabilidade dos ecossistemas naturais, que atualmente são influenciados por mudanças globais. Esta pesquisa destaca a necessidade de proteger essas parcerias ecológicas inestimáveis, garantindo a sobrevivência e a prosperidade contínuas de plantas e polinizadores em um mundo em constante mudança.
LEIA O ARTIGO
Stephens, RE, Gallagher, RV, Dun, L., Cornwell, W., & Sauquet, H. (2023). Insect pollination for most of angiosperm evolutionary history. New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.18993
Tradução ao português por Victor HD Silva.
Tradução ao espanhol por Carlos A. Ordóñez-Parra.
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