Estudos das interações químicas entre plantas e insetos têm sido particularmente úteis para mostrar a amplitude de características que podem estar envolvidas na evolução das interações. Acredita-se que muitos dos milhares de produtos químicos produzidos pelas plantas tenham evoluído como defesa contra insetos, micróbios ou uma combinação desses inimigos. Esses compostos podem atuar como defesas, repelentes ou atrativos, pois as plantas desenvolvem conjuntos de produtos químicos que atraem táxons mutualísticos, como polinizadores, ao mesmo tempo em que repelem outros. Seja como defesas ou atrativos, os compostos químicos que afetam as interações com outras espécies geralmente ocorrem como coquetéis químicos derivados de múltiplas vias químicas, e não como produtos químicos isolados. A proliferação desses compostos contribuiu para a especialização e diversificação de ambos os lados dessas interações.
As interações entre plantas e parasitas florais polinizadores fornecem um problema particularmente intrigante para a evolução de características químicas em plantas. Esses insetos depositam seus ovos nas mesmas flores que polinizam, o que significa que sua relação com as plantas tem componentes antagônicos e mutualísticos. Interações próximas com parasitas florais polinizadores têm sido sugeridas para favorecer a evolução de um sistema de comunicação planta-inseto altamente específico, na forma de compostos únicos que representam 'canais privados' para atração exclusiva de polinizadores específicos. Se assim for, então as espécies de plantas polinizadas por um único ou alguns polinizadores obrigatórios devem incluir compostos sinalizadores únicos ou misturas que divergem fortemente daqueles produzidos por plantas em sistemas de polinização mais generalizados e, potencialmente, também de espécies de plantas intimamente relacionadas envolvidas em interações específicas com outras espécies de parasitas florais polinizadores. Até agora, no entanto, há evidências limitadas para o uso de canais privados em plantas que atraem esses tipos de polinizadores. Por exemplo, no gênero vegetal Iúca, que está envolvida em uma interação obrigatória com mariposas da iúca, as três espécies alopátricas analisadas até agora mostram perfis de aromas florais muito semelhantes. As mariposas polinizadoras da mandioca são atraídas pelo aroma floral da mandioca, mas o papel específico dos novos voláteis florais na atração dos polinizadores aguarda um exame mais aprofundado.
Alternativamente, evidências crescentes sugerem que a especificidade do polinizador de flores pode ser alcançada por meio de misturas específicas de voláteis florais genéricos. Entre as espécies estudadas no Gloquídio, Breínia e Ficus (para os quais bioensaios demonstraram atração olfativa de polinizadores), a maioria mostra forte conservadorismo biossintético entre espécies relacionadas e emite coquetéis de aromas florais compostos de compostos florais comuns. Nesses casos, o aroma floral, combinado com barreiras físicas (por exemplo, ostíolos limitadores de tamanho em figos), exibição visual limitada e dinâmica temporal de emissão de perfume finamente ajustada podem constituir 'filtros florais' multimodais cujo resultado líquido é a especificidade do polinizador. Em outros casos, diferenças nas contribuições relativas dos diferentes compostos entre parentes próximos, ou potencial variação quiral oculta em certos compostos, são suficientes para permitir que os polinizadores discriminem entre essas espécies em ensaios experimentais.
Um novo artigo em Annals of Botany descreve a notável variação do aroma floral dentro e entre as linhagens de plantas e determina se essas diferenças são genéticas ou ambientais, então investiga a extensão em que o aroma floral é temporalmente variável no nível de uma única flor e também no nível da planta inteira à medida que a planta envelhece, e testa se as visitas do parasita floral polinizador Greya Politela altera a produção de perfume floral.
Divergência extrema no perfume floral entre espécies estelares da floresta (Lithophragma spp.) polinizadas por parasitas florais. (2013) Annals of Botany Volume 111(4): 539-550. doi: 10.1093/aob/mct007
Sumário
Um desafio atual na biologia coevolutiva é entender como os conjuntos de características variam à medida que as linhagens coevolutivas divergem. O aroma floral é muitas vezes uma característica complexa e variável que atrai um conjunto de polinizadores generalizados, mas pode ser altamente específico em plantas especializadas em atrair parasitas florais polinizadores coevoluídos. Neste estudo, a variação do aroma floral foi investigada em quatro espécies de estrelas da floresta (Litofragma spp.) que compartilham o mesmo polinizador principal (a mariposa Greya Politela, um parasita floral). Três hipóteses específicas foram testadas: (1) compartilhar o mesmo polinizador principal específico favorece a conservação do perfume floral entre parentes próximos; (2) a seleção favorece 'canais privados' de compostos raros, particularmente voltados para o polinizador especialista; ou (3) a seleção de copolinizadores raros e menos especializados mitiga a conservação do aroma floral e a ocorrência de canais privados. Amostragem dinâmica de headspace e microextração em fase sólida foram aplicadas a plantas cultivadas em estufa de um jardim comum, bem como a amostras de campo de populações naturais em uma série de experimentos com o objetivo de desvendar a base genética e ambiental da variação do perfume floral. Surpreendentes divergências de aromas florais foram descobertas entre as espécies. Apenas um dos 69 compostos foi compartilhado entre todas as quatro espécies. A variação de cheiro foi amplamente baseada na genética, porque foi consistente nos tratamentos de campo e estufa e não foi afetada pelas visitas do parasita floral polinizador. A forte divergência de aromas florais entre Litofragma A espécie contrasta com o padrão de composição conservada do aroma floral encontrado em outros gêneros de plantas envolvidos em mutualismo com parasitas florais polinizadores. Ao contrário de alguns desses outros mutualismos de polinização obrigatória, Litofragma plantas em algumas populações são ocasionalmente visitadas por polinizadores generalistas de outros táxons de insetos. Essa complexidade adicional pode contribuir para a diversificação do aroma floral encontrado entre as Litofragma espécies polinizadas por cinza mariposas.
