A limitação do pólen ocorre quando as plantas não conseguem obter pólen suficiente para fertilizar todos os seus óvulos, limitando o número de sementes. É mais comum em plantas polinizadas por abelhas, plantas auto-incompatíveis e plantas tropicais. Mas não está claro se a limitação de pólen é um problema para as árvores que florescem em massa, embora as árvores produzam mais de 600 milhões de toneladas de alimentos por ano. Stephen Trueman e seus colegas decidiram levar um olhar mais atento sobre a limitação do pólen ao estudar as árvores de macadâmia. Suas descobertas indicam que mudanças no manejo das abelhas podem melhorar significativamente o rendimento das colheitas.

Se adicionar mais pólen a uma planta faz com que ela produza mais sementes, diz-se que ela é "limitada ao pólen". A limitação do pólen ocorre quando uma planta não consegue obter pólen suficiente ou se o pólen que obtém é de baixa qualidade, fazendo com que ela deixe óvulos não fertilizados. A maneira como os botânicos testam se as plantas são limitadas pelo pólen é comparar um grupo de plantas que são deixadas por conta própria com um segundo grupo que obtém pólen suplementar e ver se há uma diferença na frutificação. É um experimento simples, mas Trueman e seus colegas apontam que não foi feito para árvores como a macadâmia.

A macadâmia não foi testada porque é uma árvore que floresce em massa, e essa floração em massa significa que há muito trabalho a fazer. Eles apontam que alguns testes foram feitos, polinizando algumas flores de uma árvore e comparando-as com outras flores da mesma árvore. Há alguns problemas com essa abordagem.

A primeira é que as flores não são unidades totalmente independentes. Eles extraem a energia para desenvolver frutas do mesmo armazenamento central. Se algumas flores são polinizadas melhor, a planta pode direcionar mais recursos para elas e descartar as flores não polinizadas ou mal polinizadas mais cedo. Há boas razões para acreditar que a macadâmia faria isso por causa do grande número de flores que produz.

Trueman e seus colegas observam que a macadâmia também produz muito mais flores femininas ou hermafroditas do que podem suportar. Se todas as flores fossem polinizadas, simplesmente não haveria energia para transformá-las todas em frutos. A macadâmia fica feliz em deixar cair frutos imaturos graças a pragas ou infecções, então qualquer problema com a limitação de pólen pode ser escondido entre esse grande efeito da árvore abandonando qualquer fruto inferior.

Por esse motivo, os botânicos decidiram que precisavam polinizar árvores inteiras para testar os resultados entre as árvores, e não entre os galhos. Mas a polinização suplementar da macadâmia não é uma tarefa simples. Eles escrevem que as macadâmias produzem até 3500 racemos, sendo um aglomerado de flores preso por caules curtos em distâncias iguais ao longo de um caule central. Cada racemo pode conter entre 100 e 300 flores. Isso significa que cada árvore tem centenas de milhares de flores. A equipe desenvolveu um método para polinização manual as flores rapidamente.

A equipe plantou as árvores em vários blocos. Eles usaram duas cultivares, 'Daddow' e '816'. Em uma seção, havia dois grandes blocos de cada cultivar. Na outra seção, havia listras de uma cultivar depois de outra.

Em seu artigo, Trueman e seus colegas escrevem: “Coletamos pólen esfregando o interior de um tubo de ensaio (diâmetro interno de 25 mm) sobre pelo menos quatro racemos doadores que continham flores recém-abertas, até que o pólen fosse visível em listras no interior do tubo. A polinização cruzada suplementar foi realizada esfregando o interior do tubo de ensaio sobre os racemos receptores da cultivar adjacente que deu flores recém-abertas.

“Cada tubo de ensaio foi usado para polinizar no máximo dez racemos, antes de ser lavado com etanol aquoso 70% (v/v), enxaguado com água e seco ao sol. Polinizamos manualmente cada árvore a cada dois dias durante o período de floração, começando em 8 e 9 de setembro de 2018 e terminando na maioria das árvores em 18 ou 19 de setembro de 2018. A última polinização manual de qualquer árvore foi realizada em 24 de setembro de 2018.

“Normalmente, duas a quatro pessoas polinizam cada árvore em cada ocasião, tentando alcançar todos os racemos com flores abertas até cerca de 2.4 m acima do nível do solo. Estimamos que isso representou aproximadamente 70% dos racemos de cada árvore.

“As árvores '816' e 'Daddow' possuíam, cada uma, em média, 1940 e 2140 racemos, respectivamente, com base em extrapolações da porcentagem de racemos que conseguimos alcançar e do número médio de tubos de ensaio usados ​​para polinizar cada árvore. Os racemos dessas duas cultivares possuíam 199 ± 5 e 104 ± 3 flores (n = 40), respectivamente, de modo que as árvores de '816 e 'Daddow' produziram aproximadamente 386 e 060 flores, respectivamente.”

Os resultados mostraram que as árvores eram limitadas em pólen e que a qualidade do pólen era importante. Em seu comentário sobre o jornal, Megan van Etten escreve: “Este estudo fornece informações sobre vários aspectos da evolução floral e limitação do pólen. Em primeiro lugar, este estudo mostra que pode haver um alto custo de produção de muitas flores através da diminuição da qualidade do pólen recebido. Este custo deve ser considerado ao examinar a evolução da mastreação, uma vez que afetaria as economias de escala, que se acredita ser o principal impulsionador da evolução da mastreação.

“Além disso, pelo menos para esta espécie, a forte limitação de pólen durante um ano de reprodução com polinizadores adicionados sugere que é improvável que a reprodução tenha evoluído em resposta a economias de escala para maior polinização.

“Em segundo lugar, este estudo mostra que, mesmo com polinizadores abundantes, a limitação de pólen em quantidade e qualidade ainda pode ser bastante severa. Essa descoberta é ainda mais preocupante, dada a possibilidade de declínios atuais e futuros de polinizadores nativos devido ao aumento da perturbação humana e das mudanças climáticas”.

A importância da polinização das abelhas é sublinhada na conclusão de Trueman e seus colegas. “A dependência das flores de macadâmia polinizadas por abelhas na polinização cruzada para a frutificação e os fortes efeitos de xenia na massa da semente e na concentração de óleo demonstram o alto valor que os serviços de polinização podem fornecer à produção e qualidade dos alimentos. A polinização aprimorada levou a aumentos nos rendimentos de sementes de macadâmia de 0.31 a 0.59 toneladas ha^-1, o que equivale a aumentos na renda da fazenda de US$ 3720 a US$ 7080 ha^-1 a preços atuais de cerca de US$ 12 por tonelada de amêndoa.”

LEIA A PESQUISA

Trueman, SJ, Kämper, W., Nichols, J., Ogbourne, SM, Hawkes, D., Peters, T., Hosseini Bai, S. e Wallace, HM (2021) “Limitação de pólen e efeitos de xenia em uma massa cultivada -árvore florida, Macadâmia integrifólia (Proteáceas),” Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mcab112