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- 26 de Setembro de 2023
Yedra García e colegas da Universidade de New Brunswick descobriram que condições de seca podem impulsionar a rápida evolução do tamanho das flores e da produção de néctar na planta Common Morning Glory. As descobertas, publicadas em AoB PLANTS, sugerem que o estresse hídrico causado pelas mudanças climáticas pode alterar a evolução das interações planta-polinizador mais rapidamente do que o declínio das populações de polinizadores.
O estresse hídrico remodela as flores e a seleção da corriola
Os pesquisadores conduziram experimentos cultivando plantas Common Morning Glory sob diferentes condições de irrigação para testar os efeitos do estresse hídrico. As plantas foram cultivadas ao ar livre na Universidade de New Brunswick, sob chuva natural e polinização. Para impor a seca, algumas plantas foram regadas com uma frequência substancialmente menor do que o normal – apenas uma vez por semana, em vez de em dias alternados.
Os experimentos demonstraram que o estresse hídrico levou a mudanças nas características florais que medeiam as interações planta-polinizador. Glória da manhã plantas sob condições de seca produziu flores que eram, em média, 23% menores em diâmetro em comparação com plantas bem regadas. A seca também causou redução de 53% no volume de néctar produzido em cada flor. Volume de néctar é uma recompensa importante que atrai polinizadores. Estas reduções significativas no tamanho das flores e no néctar sob estresse hídrico apontam para grandes efeitos do déficit hídrico no fenótipo de floração.
A seca não apenas afetou as características florais, mas também mudou os padrões de seleção natural que atuavam sobre tamanho da flor e volume de néctar. Os pesquisadores estimaram a seleção relacionando as características das plantas com a produção de sementes como uma medida de aptidão. Sob condições de seca, eles detectaram seleção favorecendo flores de ipomeia maiores, embora o déficit hídrico já reduzisse o tamanho das flores. Este resultado sugere que a produção de flores maiores é benéfica e adaptativa para a reprodução das plantas quando a água é limitada. Para o volume de néctar, a seleção sob seca favoreceu flores com menos néctar, provavelmente devido aos custos de água para a produção de néctar.
Em contraste, as experiências mostraram que o declínio do acesso dos polinizadores teve efeitos relativamente fracos nas características florais e na sua evolução. Embora a restrição dos polinizadores tenha reduzido semente de planta um pouco a produção, não alterou o tamanho das flores ou o volume de néctar em comparação com plantas de polinização aberta. E os padrões de seleção nas características florais com e sem polinizadores foram semelhantes. Estes resultados indicam que factores abióticos como a seca podem conduzir a mudanças evolutivas mais rápidas na interações planta-polinizador do que declínios nas populações de polinizadores.
Estudando Seca, Polinizadores e Evolução Floral
Os pesquisadores conduziram esses experimentos para entender como impactos das mudanças climáticas a evolução das interações planta-polinizador. Fatores como a seca e o declínio dos polinizadores estão a alterar os ambientes em todo o mundo. Os pesquisadores queriam testar como essas mudanças afetam a evolução dos traços florais que medeiam as interações entre plantas e polinizadores.
A equipe realizou os experimentos ao ar livre na Universidade de New Brunswick, no Canadá, usando sementes comerciais de Ipomoea purpurea, a corriola comum. O cultivo de ipomeias a partir de sementes comerciais proporcionou diversidade genética para estudar a variação entre as flores.
A medição das características florais e da aptidão sob os diferentes tratamentos quantificou como a seca e o declínio dos polinizadores impactam a seleção de flores. O uso de uma configuração experimental controlada permitiu comparações diretas para revelar o efeito evolutivo mais forte do estresse hídrico em comparação com a redução da polinização.
Métodos experimentais revelam o impacto evolutivo da seca
Os pesquisadores usaram várias técnicas experimentais para separar os efeitos da seca e do declínio dos polinizadores na evolução da ipomeia. Estresse de seca foi imposta reduzindo a frequência de rega em comparação com as condições normais. Os botões florais foram cobertos com sacos de malha fina para excluir polinizadores.
A equipe mediu com precisão características florais como tamanho da flor, volume do néctar e cor das pétalas em mais de 400 plantas de ipomeia. Eles relacionaram estes medições de características à produção de sementes como uma estimativa de aptidão. A quantificação da refletância espectral da cor das pétalas ajudou a analisar a seleção na coloração das flores.
Esta abordagem experimental rigorosa forneceu evidências diretas de que a seca provoca mudanças evolutivas mais fortes e mais rápidas nas características florais críticas para as interações planta-polinizador, em comparação com o declínio das populações de polinizadores. Os resultados destacam o impacto evolutivo significativo que fatores abióticos, como a disponibilidade de água, podem ter nas plantas com flores e nos seus polinizadores. diante das mudanças climáticas. García e colegas concluem:
Nosso estudo mostra que a seca pode afetar a evolução dos sinais florais e das recompensas do néctar, o que pode impactar ainda mais os padrões de visitação dos polinizadores. Embora os nossos resultados sugiram que a seca pode levar a mudanças evolutivas mais rápidas nos sistemas de polinização das plantas do que o declínio dos polinizadores, são necessários mais trabalhos experimentais em espécies limitadas por pólen e/ou auto-incompatíveis. Nosso estudo reforça o uso de abordagens experimentais para descobrir o papel relativo de diferentes agentes de seleção atuando em múltiplas características florais. Como as mudanças climáticas compreendem fatores bióticos e abióticos que podem ter efeitos interativos na seleção de características florais, solicitamos estudos futuros considerando múltiplos agentes de seleção em experimentos cruzados fatoriais.
Garcia et al. 2023
LEIA O ARTIGO
García, Y., Dow, BS e Parachnowitsch, AL (2023) “Water deficit changes patterns of selection on floral signals and nectar rewards in the common morning glory" AoB PLANTS, 15(5), p. rapaz061. Disponível em: https://doi.org/10.1093/aobpla/plad061.
Capa: Ipomoea purpurea. Imagem: canva.
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