Heteróstilos: coevolución entre plantas y polinizadores

La relación entre las plantas y los polinizadores es una historia de coevolución, en la que ambos se han adaptado a lo largo del tiempo para maximizar mutuamente su supervivencia y éxito reproductivo. Las plantas desarrollan diversas estrategias para atraer a los polinizadores, como la producción de néctar, colores brillantes y olores atrayentes. Por otro lado, los polinizadores, como las abejas, las mariposas y los pájaros y muchos otros, han evolucionado adaptaciones específicas para recoger el polen y transferirlo de una flor a otra. Esta interacción continua selecciona características que optimizan la eficacia de la polinización, dando lugar a una estrecha interdependencia entre plantas y polinizadores. Entre las diversas adaptaciones se encuentra la heterostía. Veamos en qué consiste.

Las plantas, al igual que los animales, han sufrido un proceso evolutivo a lo largo del tiempo para adaptarse al medio y asegurar su supervivencia. Esto ha llevado al desarrollo de mecanismos específicos para favorecer una polinización eficaz. Una estrategia interesante es la heterostía, que consiste en la presencia de 2 o 3 tipos de flores, llamados morfotipos, dentro de una población, que difieren en la longitud de sus estructuras reproductivas. Según Darwin, su utilidad radica en favorecer la polinización cruzada, en la que el polen es transportado de una flor a otra de dos plantas diferentes, pero de la misma especie. Esta técnica favorece el mantenimiento de la variabilidad genética, esencial porque ofrece mayor adaptabilidad y supervivencia.

Los taxones heterostiles se caracterizan típicamente por la presencia de flores actinomorfas con pocos estambres y un tubo floral con néctar oculto en la base. Esto sugiere un cierto nivel de especialización para la polinización mediada por ciertos animales. Basándose en este arquetipo floral, Darwin planteó la hipótesis de que la heterostía implica ciertas zonas del cuerpo del insecto polinizador para la transferencia del polen. Podemos imaginarlo todo como una especie de rompecabezas en el que el cuerpo del polinizador y los distintos rasgos florales encajan a la perfección, garantizando el depósito y la transferencia precisos del polen.

Para poner a prueba la hipótesis de la precisión de la polinización y comprender mejor los patrones macroevolutivos de la heterostilia, un equipo de investigadores del Departamento de Botánica de la Facultad de Biología de la Universidad de Sevilla, en colaboración con otros investigadores de cuatro países diferentes, realizó un estudio sobre este tema, cuyos resultados se publicaron en Nature Communications. Utilizando un amplio conjunto de datos que incluía información sobre morfología floral, sistema de polinización y datos filogenéticos a nivel de angiospermas, examinaron la presencia de heterostía en todos los géneros de angiospermas. La investigación consistió en recopilar más de 10.000 datos sobre morfología floral y polinizadores en muchas especies, tanto heteróstilas como no heteróstilas. El objetivo era determinar si la evolución de la heterostilia muestra correlaciones con características florales específicas y adaptaciones de los polinizadores que favorecen una polinización concreta.

En las últimas décadas, se ha observado un importante incremento en el número de géneros y familias de angiospermas que presentan características de heterostía. Este estudio ha documentado un aumento significativo desde los 164 géneros en 24 familias del análisis anterior hasta los 247 géneros en 34 familias. Al analizar las correlaciones entre heterostía, rasgos florales y polinizadores, los investigadores descubrieron que este rasgo evoluciona principalmente en líneas florales caracterizadas por un tubo floral estrecho asociado a polinizadores con probóscides largas, como mariposas y falenos. Estos resultados confirman la hipótesis de Darwin de que la heterostía evolucionó para facilitar el transporte preciso del polen de una flor a otra. Sin embargo, aunque los insectos con probóscides largas se consideran los principales agentes de esta polinización, parece que los insectos con probóscides cortas también pueden desempeñar un papel importante en algunas plantas.

La heterostilia se ha utilizado como modelo para estudios sobre la evolución de las flores desde Darwin, pero nunca antes se había llevado a cabo un estudio tan ambicioso a escala macroevolutiva. El equipo de investigadores sostiene que futuros esfuerzos de investigación deberían centrarse en una comprensión más profunda de este tema sin descuidar otras estrategias y características reproductivas de las plantas, como la autoincompatibilidad y la reproducción dioica. Conocimientos como estos permiten comprender mejor cómo han evolucionado las vegetales y qué relaciones se han establecido con todos los diferentes tipos de polinizadores a lo largo del tiempo.

Además de la heterostía, existen muchos otros tipos de adaptaciones y estrategias que las plantas y los polinizadores han coevolucionado para aprovecharse mutuamente. Entre las flores más llamativas están las de las orquídeas del género Ophrys. Éstas tienen la particularidad de parecerse a las hembras de los insectos polinizadores eincluso emiten feromonas para atraer a los machos de esa especie y que se acerquen. Se trata de un verdadero engaño sexual. También hay que tener en cuenta que los insectos no son los únicos polinizadores existentes. En esta categoría también se incluyen, por ejemplo, los murciélagos y los colibríes. Los primeros se alimentan de néctar y por eso visitan las flores de ciertas plantas que se abren por la noche. Los colibríes, por su parte, tienen la capacidad de permanecer inmóviles en vuelo planeando casi inmóviles en el aire. De este modo pueden alimentarse de néctar.

el cambio climático supone una importante amenaza para los polinizadores y las plantas, ya que puede alterar la disponibilidad de recursos alimenticios y, en algunos casos, incluso modificar la fisiología y la morfología de los insectos. Por ejemplo, para algunos polinizadores, las temperaturas elevadas por encima de la media aceleran el desarrollo de las larvas. Esto podría provocar la salida prematura de los adultos del nido en un momento en el que no encuentran nada de lo que alimentarse, lo que les conduciría, inevitablemente, a la muerte. Por no hablar de los contaminantes químicos que anulan la capacidad de los insectos para percibir los olores de las flores, lo que les impide detectarlas y proceder a la polinización. Está claro que la situación es trágica y que hay que buscar soluciones cuanto antes. Por eso hay que impulsar proyectos que apoyen a estas especies, como los Oasis de Biodiversidad de 3Bee que ayudan a mantener las poblaciones de polinizadores proporcionándoles recursos nutricionales.

En respuesta a los desafíos que plantean los cambios climáticos,plantas y polinizadores pueden verse obligados a evolucionar más deprisa para sobrevivir y prosperar. Esta evolución podría manifestarse a través de cambios enrasgos fenotípicos, como una floración más temprana o la modificación de las estrategias de polinización. Para demostrarlo, un estudio señala que el adelanto de la primavera observado en las plantas también está ocurriendo con los insectos, que han adelantado su periodo de actividad. Además, pueden surgir nuevas asociaciones entre plantas y polinizadores en respuesta a la pérdida de especies o a la expansión de áreas geográficas. Comprender esta dinámica evolutiva es crucial para predecir y mitigar los impactos del cambio climático en el ecosistema.

La conservación de polinizadores y plantas se ha convertido en una prioridad mundial, dada la importancia de estos organismos para la biodiversidad y el bienestar humano. Iniciativas como la creación de corredores ecológicos, la protección de hábitats naturales y la reducción del uso de plaguicidas nocivos son cruciales para preservar las poblaciones de polinizadores y garantizar su supervivencia. Al mismo tiempo, es esencial promover la diversidad vegetal y garantizar una protección eficaz de las plantas necesarias para proporcionar recursos alimenticios continuos a los polinizadores. Sólo mediante esfuerzos concertados y la cooperación internacional podremos preservar la rica interconexión entre plantas y polinizadores y asegurar su supervivencia.

Las plantas, al igual que los animales, han sufrido un proceso evolutivo a lo largo del tiempo para adaptarse al medio y garantizar su supervivencia. Esto ha llevado al desarrollo de mecanismos específicos para favorecer una polinización eficaz. Una estrategia interesante es la heterostía, que consiste en la presencia de 2 o 3 tipos de flores, llamados morfotipos, dentro de una población, que difieren en la longitud de sus estructuras reproductivas. Según Darwin, su utilidad reside en favorecer la polinización cruzada, en la que el polen es transportado de una flor a otra de dos plantas diferentes, pero de la misma especie. Esta técnica favorece el mantenimiento de la variabilidad genética, esencial porque ofrece mayor adaptabilidad y supervivencia.

Además de la heterostía, hay muchos otros tipos de adaptaciones y estrategias que plantas y polinizadores han coevolucionado para aprovecharse mutuamente. Entre las flores más conspicuas están las de las orquídeas del género Ophrys. Éstas tienen la particularidad de parecerse a las hembras de los insectos polinizadores e incluso emiten feromonas para atraer a los machos de esa especie a que se acerquen a ellas. Se trata de un verdadero engaño sexual. También hay que tener en cuenta que los insectos no son los únicos polinizadores existentes. Los murciélagos y los colibríes, por ejemplo, también entran en esta categoría. Los primeros se alimentan de néctar y por eso visitan las flores de ciertas plantas que se abren por la noche. Los colibríes, por su parte, tienen la capacidad de permanecer inmóviles planeando casi inmóviles en el aire. Así pueden alimentarse de néctar.

El cambio climático supone una importante amenaza para los polinizadores y las plantas, ya que puede alterar la disponibilidad de recursos alimenticios y, en algunos casos, incluso modificar la fisiología y la morfología de los insectos. Por ejemplo, en el caso de algunos polinizadores, las altas temperaturas superiores a la media aceleran el desarrollo de las larvas. Esto puede provocar la salida prematura de los adultos del nido en un momento en el que no encuentran nada de lo que alimentarse, lo que les conduce, inevitablemente, a la muerte. Por no hablar de los contaminantes químicos que anulan la capacidad de los insectos para percibir los olores de las flores, lo que les impide detectarlas y proceder a la polinización. Está claro que la situación es trágica y que hay que encontrar soluciones cuanto antes. Por eso hay que promover proyectos que apoyen a estas especies, como los Oasis de Biodiversidad de 3Bee, que ayudan a mantener las poblaciones de polinizadores proporcionándoles recursos nutricionales.

3Bee es la empresa naturetech que desarrolla tecnologías para la monitorización, protección y regeneración de la biodiversidad. Partiendo de la abeja, un bioindicador fundamental, 3Bee recopila e interpreta datos medioambientales a través de innovadores sistemas propios para monitorizar la salud de los polinizadores y su conexión con los ecosistemas.
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