Podemos pensar nas flores em termos de cor e aroma, mas e quanto à temperatura? Uma nova revisão em Annals of Botany olha para a ecologia termal das flores. No artigo, Casper van der Kooi e seus colegas exploram como as flores manipulam sua temperatura. Ser capaz de aumentar ou órgãos na flor pode ajudar no sucesso reprodutivo.

Atributos florais que aumentam a captação de calor exógeno.
Atributos florais que aumentam a captura de calor exógeno. A: O formato da flor determina a quantidade de calor capturada e retida. Em flores com pétalas voltadas para cima, em forma de disco, taça ou sino (I, II), os órgãos reprodutivos podem aquecer sob a luz solar direta e através da reflexão adicional da luz pelas pétalas. Em flores pendentes (III), os órgãos reprodutivos capturam pouca luz solar direta, mas a flor pode reter o calor irradiado de baixo, e os órgãos reprodutivos ficam menos expostos ao vento e à chuva. Em flores tubulares (IV), relativamente pouca luz solar direta atinge os órgãos reprodutivos, mas a câmara interna (parcialmente) fechada pode ter uma temperatura mais elevada devido a efeitos semelhantes aos de uma microestufa. B: A orientação das flores determina a captura imediata da luz solar. Através de mudanças na orientação da flor, como o heliotropismo, a quantidade de calor capturada pode ser maximizada ao longo do dia. C: Flores de cores escuras podem absorver mais luz, que pode ser reemitida como calor, embora o papel da cor na modificação do ambiente térmico floral pareça ser altamente específico para cada sistema. D: O comportamento de abertura e fechamento da flor pode proteger os órgãos reprodutivos da exposição a temperaturas extremas, vento ou chuva. E: A pubescência aumenta a camada limite da flor, funcionando como uma camada isolante e aumentando a retenção de calor. Imagem: W. Reen. Fonte: van der Kooi et al. 2019.

Van der Kooi explicou por que a temperatura é tão importante para os ecologistas. “A temperatura é um mediador importante na floração, e a produção reprodutiva de muitas espécies (via tempo ou processos metabólicos) é limitada por baixas temperaturas. Assim, em muitos casos, um (ligeiro) aumento na temperatura da flor aumentará a janela na qual a reprodução pode ocorrer. Por exemplo, quando uma flor está mais quente, é mais provável que ela seja visitada mais e por mais tempo por insetos polinizadores. Da mesma forma, os processos metabólicos são acelerados com a temperatura, pelo menos em climas moderados. Assim, um aumento levará a uma fertilização mais rápida e à maturação das sementes.”

Temperaturas elevadas podem, portanto, ser uma vantagem. Van der Kooi e co-autores analisaram as flores em quatro categorias de forma: (1) flores em forma de disco e tigela, (2) sinos invertidos, (3) sinos pendurados e (4) “microestufas”. No caso das microestufas, a equipe nota que a temperatura dentro da flor pode chegar a ser 10°C mais alta que a temperatura ambiente, em um dia ensolarado. O que me impressionou nas formas listadas é que elas parecem muito comuns. Então eu perguntei, é provável que a evolução do gerenciamento térmico seja tão comum ou mais comum do que a evolução das exibições florais para polinizadores?

Van der Kooi disse: “Eu não iria tão longe para dizer que as temperaturas são mais importantes para as flores do que atrair polinizadores, certamente não, mas o manejo térmico das flores certamente é um fenômeno muito difundido. Em quase toda região não equatorial, há certas épocas do ano ou do dia em que as plantas não florescem. Em muitos casos, isso se deve a temperaturas abaixo do ideal (muitas vezes baixas). Assim, para um grande número de angiospermas, a temperatura é a chave para determinar o tempo e a duração da floração.”

Também é tentador ver as cores como parte do kit de ferramentas para elevar as temperaturas, com as flores mais escuras retendo o calor. No entanto, nem sempre é esse o caso. Van der Kooi disse: “O efeito da cor na temperatura é realmente menor do que se supõe. Parece que a coloração mais escura aumenta a temperatura em algumas, mas certamente não em todas as flores. Tendo em mente que outros resultados negativos mostrando que a temperatura NÃO contribui são menos prováveis ​​de serem publicados do que resultados positivos, devemos ser cautelosos ao generalizar a importância da cor na temperatura da flor. Provavelmente a forma e a orientação são mais importantes no grande esquema das coisas, pois contribuem para capturar a radiação solar e proteger do vento.”

Além da estrutura da flor, os autores também consideram os movimentos. Heliotropismo é onde a flor segue o sol ao longo do dia, notoriamente, embora não com precisão conhecido em girassóis, onde o heliotropismo para quando a floração começa. Outro movimento é o abrir e fechar das flores. Os autores dizem que o fechamento noturno também pode ajudar a reter o calor. Eles observaram que alguns experimentos mostraram que impedir o fechamento das flores reduz a viabilidade do pólen. No entanto, eles alertam que isso pode ser devido à umidade ou patógenos noturnos, e não à temperatura.

Van der Kooi e colegas também consideram plantas que produzem seu próprio calor. eu estava familiarizado com arão criando calor, mas aprendeu sobre o repolho-gambá no jornal. “Repolho-gambá (Symplocarpus renifolia), por exemplo, mantém uma temperatura constante de 23°C, mesmo em temperaturas ambientes de -10°C…”

Uma das características marcantes da revisão é quanta oportunidade existe para encontrar algo novo neste campo. Eu queria saber se algum tempo com uma impressora 3D poderia render alguns resultados interessantes. Certamente funcionou em alguns casos, mas talvez não neste. Para começar, a cor não é algo simples de imitar. Em outro artigo recente, van der Kooi e Stavenga discutem cores de papoula. Van der Kooi disse: “As propriedades ópticas são complexas, ou seja, a luz é refletida e transmitida de maneira diferente por diferentes espécies de flores. A cor é mais do que matiz; também luminância e saturação são importantes. Essas propriedades ópticas influenciam ainda mais os reflexos de luz internos da flor, que são importantes para o aquecimento”.

No caso das papoulas, as pétalas são apenas três camadas de células. Esta é outra razão pela qual a impressão 3D não é uma solução simples, como van der Kooi explicou: “É tentador pensar que a impressão 3D pode ajudar, e pode sob certas condições, mas o material da planta é fundamental na temperatura da flor e como imprimimos em polímeros com propriedades ópticas muito diferentes das plantas, é difícil extrapolar esses resultados para flores reais.”

“O que é realmente necessário a longo prazo são estudos holísticos e detalhados que incorporem diferentes aspectos. Por exemplo, orientação, cor e forma foram estudadas em relativo isolamento, mas saber qual aspecto é importante para qual espécie e sob quais condições ambientais requer uma grande configuração”.

Van der Kooi diz que estudos comparativos que ligam características florais comuns a variáveis ​​ambientais ou filogenéticas podem funcionar em combinação com trabalhos mais experimentais que manipulam uma característica de cada vez. Van der Kooi e colegas dão um exemplo do tipo de experimentação que pode fornecer resultados úteis no artigo: “no caso de flores polimórficas de cor em que os órgãos reprodutivos são envolvidos pelo perianto (por exemplo, antirrino): as flores mais pálidas são mais quentes porque são mais translúcidas e, portanto, apresentam efeitos de microestufa mais fortes, ou as flores mais escuras são mais quentes devido à conversão da luz em calor?”

Van der Kooi conclui: “Nossa pesquisa mostra que a temperatura da flor é importante tanto para a fertilidade das plantas quanto para aumentar a polinização por animais. Além disso, mostramos que a temperatura da flor é modulada por coisas diferentes, seis grandes fatores principais: forma, orientação, cor, pubescência, abertura/fechamento e termogênese”. Com tantos fatores a serem estudados, a Ecologia Térmica deve ser um campo produtivo por muito tempo.