Muitas flores têm um desenho radial que parece semelhante, independentemente do ângulo em que você as aborda. Mas outros têm simetria bilateral. Eles são simétricos, mas com metades esquerda e direita distintas. Por que isso deveria ser? Os botânicos pensaram que é uma forma de selecionar polinizadores específicos, mas um estudo de banco de dados de Nicolay da Cunha e Marcelo Aizen indica que pode ter surgido como uma forma de prevenir a autofecundação. Seus resultados, publicados na Flora, têm implicações para a compreensão da coevolução planta-polinizador.

Você pode encontrar simetria na natureza de muitas formas diferentes. Dois tipos de simetria nas flores são simetria radial (actinomórfica) e bilateral (zigomórfica). Ao estudar as flores, os pesquisadores descobriram que a zigomorfia evoluiu repetida e independentemente em várias ordens e famílias. Por que?

Uma ideia é que a simetria das flores ajuda na percepção animal, mas as diferentes simetrias significam que as pétalas fornecem informações diferentes. Os polinizadores podem processar informações de apenas uma pétala de uma flor de forma radial, porque todas elas são muito parecidas. Em contraste, uma flor zigomórfica requer que o polinizador processe informações de pelo menos metade da flor. Essa dificuldade de reconhecimento é importante porque permite um acoplamento mais preciso entre a flor e o polinizador. Nem todos os polinizadores podem se incomodar em gastar o esforço extra para aprender essas flores, portanto, espera-se que as flores bilaterais atraiam mais polinizadores especializados.

Analisando relatórios publicados anteriormente, da Cunha & Aizen descobrem que as flores bilaterais são de fato mais especializadas, com menos espécies visitando. Eles também podem ter uma morfologia mais especializada, de modo que não apenas colocam o pólen no corpo de um polinizador, mas também podem atingir o local do corpo em que ele atinge. Dessa forma, eles podem reduzir o risco de pegar pólen que não podem usar de outras flores. Para que isso seja eficaz, porém, as anteras e o estigma devem se tornar ativos em momentos diferentes (conhecido como dicogamia) para evitar a autointerferência nas funções sexuais e reduzir a transferência de autopólen.

Os botânicos conduziram estudos para explorar se a recepção de pólen coespecífica difere entre espécies com flores zigomórficas e actinomórficas e para determinar se a autocompatibilidade é mais frequentemente associada à zigomórfia da flor. Os resultados desses estudos sugerem que a zigomorfia da flor pode ser uma adaptação com consequências funcionais para evitar a autofecundação, o que pode aumentar a aptidão feminina da planta.

Recentemente, um grande conjunto de dados sobre produção de pólen e número de óvulos por flor para 1,392 espécies de angiospermas polinizadas por animais foi publicado pela Cunha e outros. (2022). Inclui informações sobre forma de crescimento (herbácea versus lenhosa) e tamanho da flor (maior dimensão linear) para praticamente todas as espécies e sobre sistema de compatibilidade (autocompatível versus autoincompatível) para mais da metade das espécies. Para analisar ainda mais esse conjunto de dados, eles procuraram artigos relatando dados sobre recebimento de pólen estigmático, o número de grãos de pólen coespecíficos no estigma.

Para testar o efeito da simetria da flor (actinomórfica versus zigomórfica) na produção de pólen, número de óvulos e recebimento de pólen estigmático, da Cunha & Aizen usaram uma estrutura de modelo misto linear generalizado filogenético (PGLMM). Eles também testaram uma incidência diferencial de autocompatibilidade entre espécies com flores zigomórficas usando um modelo PGLMM.

da Cunha & Aizen argumentam que sua análise revela que a evolução de uma morfologia floral bilateral provavelmente está intrinsecamente ligada à evolução da separação temporal entre a deiscência da antera e a receptividade do estigma. Essa separação temporal limita a autointerferência entre as funções masculina e feminina da flor. A análise filogenética de um banco de dados que incluía 1458 espécies de angiospermas asteróides encontrou evidências de evolução correlacionada entre protandria, uma troca entre formas masculinas e femininas e zigomórfia da flor. Se for esse o caso, então a mudança para flores bilaterais começa evitando a autopolinização, e a especialização dos polinizadores se desenvolve a partir disso.

As evidências que reunimos até agora indicam que a evolução da zigomorfia permitiu o relaxamento e eventual desmontagem de mecanismos redundantes de auto-evitação como a auto-incompatibilidade. No entanto, neste caso, a zigomorfia não pode ser vista como uma característica isolada porque a auto-evitação exigirá uma integração mais estreita entre a morfologia da flor e o desenvolvimento escalonado dos órgãos sexuais, não apenas dentro das flores, mas também entre as flores dentro das inflorescências, e mesmo entre as inflorescências dentro da flor. mesma planta (Armbrüster, 2022; Mais difíceis et al., 2019). De qualquer forma, nossos resultados e perspectivas nos permitiram aprofundar a compreensão de associações intrigantes entre características reprodutivas como a relatada aqui entre zigomorfia e autocompatibilidade.

da Cunha & Aizen (2023) See More

LEIA O ARTIGO

da Cunha, NL e Aizen, MA (2023) “A polinização reduzida em flores bilaterais pode refletir a evitação da autofecundação" Flora, (152220), p. 152220. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.flora.2023.152220.