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Un equipo de investigación de la Universidad de Columbia Británica (UBC) ha descubierto que los colores ultravioleta (UV) de los girasoles atraen a los polinizadores, lo que ayuda a la polinización y a la planta a regular la pérdida de agua.
La densa colección de pétalos amarillos de un girasol (o una "inflorescencia") es una vista típica, pero lo importante es lo que es invisible para el ojo humano: la flor emite un patrón de diana ultravioleta, que es invisible para los humanos pero no para la mayoría de los insectos, como las abejas.
Se ha demostrado que los patrones de diana mejoran el atractivo de las flores para los polinizadores al aumentar su visibilidad y, por tanto, la polinización. Los investigadores de la UBC han descubierto que las mismas moléculas que producen los patrones ultravioleta en los girasoles son las mismas que ayudan a la planta a responder al estrés, como la sequía o las temperaturas extremas.
"Inesperadamente, nos dimos cuenta de que los girasoles que crecían en climas más secos tenían flores con bulas UV más grandes y descubrimos que esas flores son capaces de retener el agua de forma más eficiente. Esto sugiere que estos ojos de buey UV más grandes ayudan a las plantas a adaptarse a estos entornos más secos", comentó el Dr. Marco Todesco, autor principal e investigador asociado del centro de investigación de la biodiversidad y del departamento de botánica de la UBC.
Todesco y su equipo cultivaron casi 2.000 girasoles silvestres de dos especies diferentes en la universidad en 2016 y 2019. En cada experimento midieron los patrones UV de los girasoles y analizaron los genomas de las plantas.
Estas observaciones revelaron que los girasoles silvestres de diferentes partes de América del Norte tenían dianas UV muy diferentes en términos de tamaño; en algunos, la diana era un anillo delgado, mientras que en otros cubría toda la flor. Las dianas más grandes eran visitadas con más frecuencia por las abejas y, por lo tanto, eran más populares en términos de polinización, lo que apoya la investigación anterior de otras especies de plantas.
¿Cómo puede ser esto útil para evitar la sequía?
Con un análisis más detallado, los investigadores descubrieron que un solo gen, el HaMYB111, era el responsable de la mayor parte de la diversidad en cuanto a patrones florales de UV. Este gen se encarga de controlar la producción de compuestos de flavonol, que absorben la radiación UV, y también se sabe que ayudan a las plantas a sobrevivir bajo diferentes estreses ambientales como la sequía o las temperaturas extremas.
Por lo tanto, los patrones florales UV más grandes que tienen cantidades adicionales de estos compuestos podrían ayudar a reducir la cantidad típica de evaporación experimentada por un girasol en ambientes con menor humedad, evitando así la pérdida excesiva de agua. De esta manera, en entornos húmedos y calurosos, los patrones UV más pequeños favorecerían esta evaporación, manteniendo la planta fresca y evitando el sobrecalentamiento.
El Dr. Loren Rieseberg, autor principal y profesor del departamento de botánica y biodiversidad, explicó: "Los patrones florales de UV parecen, por tanto, desempeñar al menos un doble papel en la adaptación; además de su conocido efecto en la mejora de la polinización, también regulan la pérdida de agua de las flores.
"Eso no es algo que necesariamente se esperaría que hiciera un color de flor, y ejemplifica la complejidad y eficacia de la adaptación: resolver dos problemas con un solo rasgo".
Los investigadores han calculado que en 2020 la producción de girasol era una industria de aproximadamente 20.000 millones de dólares, debido a su cultivo para diversos fines, como la producción de aceite de girasol. "Esta investigación podría ayudar a ampliar los conocimientos sobre cómo atraer a los polinizadores, aumentando potencialmente el rendimiento de los cultivos", comentó el Dr. Todesco. "Este trabajo también nos ayuda a entender cómo los girasoles, y potencialmente otras plantas, se adaptan mejor a diferentes áreas o temperaturas, lo que podría ser importante en un clima que se calienta".
Los investigadores se proponen seguir investigando cómo el gen HaMYB111 regula el tamaño de los ojos de buey UV. Además, los científicos también examinarán cómo esos patrones repercuten en la fisiología de las plantas y cómo los compuestos de flavonol afectan a la pérdida de agua.
Fuentes, créditos y referencias.
Marco Todesco et al, Genetic basis and dual adaptive role of floral pigmentation in sunflowers, eLife (2022). DOI: 10.7554/eLife.72072