El lugar más seco de la Tierra es el desierto de Atacama, que se encuentra a lo largo de la costa oeste del cono sudamericano y se extiende por unos 1.600 km. Algunas de las estaciones meteorológicas nunca han registrado lluvia en todos sus años de funcionamiento.
Pero está lejos de no tener vida; Aquí se pueden encontrar muchas especies que son exclusivas de esta región y que se han adaptado a sus duras condiciones. Además, Atacama es el hogar de uno de los fenómenos naturales más impresionantes en promedio una vez cada cinco a diez años desde mediados de septiembre hasta mediados de noviembre: el «desierto florido» (literalmente, «desierto florido»).
Después de fuertes lluvias a principios de este año, una de estas floraciones masivas, que actualmente se está produciendo en el norte de Atacama, es cubierta con frecuencia por los medios de comunicación de todo el mundo.
Sin embargo, ¿qué procesos fisiológicos y evolutivos permiten la enorme variedad de colores, formas y patrones visuales de las flores que se encuentran en los desiertos en flor? ¿Y cómo perciben toda esta variedad los polinizadores, principalmente himenópteros como las avispas y las abejas solitarias de Atacama, que son los beneficiarios de esta extravagancia visual? Un estudio reciente publicado en Frontiers in Ecology and Evolution aborda esta pregunta.
«Nuestro objetivo era aclarar los mecanismos ecológicos y evolutivos que causan la diversidad biológica en ambientes extremos como el desierto de Atacama», dijo el primer autor, el Dr. Jaime Martínez-Harms, investigador del Instituto de Investigación Agrícola de La Cruz, Chile.
«Aquí mostramos que las flores de la gatita Cistanthe longiscapa, una especie representativa de los desiertos florecientes en el desierto de Atacama, son muy variables en cuanto al color y los patrones que presentan a los polinizadores. Esta variabilidad probablemente se deba a los diferentes pigmentos llamados ‘betalaína’ en el Pétalos de flor.»
especie modelo
A fines de 2021, Martínez-Harms y sus colegas estudiaron un evento del desierto de Florida cerca de la ciudad de Caldera en el norte de Chile. Aunque era más pequeño que el evento actual, los satélites podían verlo claramente. La especie dominante fue la planta anual C. longiscapa (familia Montiaceae), que floreció en dos puntos distintos separados por decenas de kilómetros y alcanzó una altura de 20 cm. A ojos humanos, estas manchas estaban compuestas exclusivamente por flores moradas y amarillas. Numerosas flores intermedias de la misma especie (rojizas, rosadas y blancas) crecieron entre ellas, proporcionando una fuerte evidencia de que los morfos púrpura y amarillo son variaciones hereditarias capaces de entrecruzarse.
Visualizar las flores como las ven los insectos
Los insectos, con sus ojos compuestos y diferentes sensibilidades, ven el mundo de forma muy diferente a como lo hacemos nosotros. Por ejemplo, la mayoría de los himenópteros tienen tres tipos de fotorreceptores, que son extremadamente sensibles a los rayos UV, azul y verde. Martinez-Harms et al utilizaron cámaras y espectrómetros sensibles a la luz ultravioleta y visible para medir el reflejo, la absorción y la transmisión de diferentes longitudes de onda por los pétalos de un total de 110 flores moradas, amarillas, rojas, rosadas y blancas de C. longiscapa. Esto les permitió producir imágenes compuestas de estas variantes vistas por sus muchas especies de polinizadores.
Diversidad oculta a los ojos humanos
Los resultados muestran que dentro de esta única especie de planta, la diversidad perceptible para los polinizadores fue mayor que para nosotros. Por ejemplo, los himenópteros, como nosotros, pueden distinguir fácilmente entre las variantes roja, morada, blanca y amarilla. Pero también pueden distinguir entre flores con un alto reflejo de los rayos UV y un bajo entre las flores amarillas y moradas. Un ‘patrón de ojo de buey’ UV en el corazón de algunas flores, que guía a los polinizadores hacia el néctar y el polen, es invisible para nosotros.
Una excepción es el C. longiscapa rosado y rojizo que refleja los rayos ultravioleta, que son bastante distintos de los ojos humanos pero probablemente se parecen a los himenópteros. Esta diversidad visual de las flores de C. longiscapa probablemente se deba principalmente a las diferencias entre las betalaínas, pigmentos amarillos, naranjas y morados que son una característica típica del orden de plantas Caryophyllales al que pertenecen los gatitos. Las betalaínas no solo colorean las flores, sino que también las protegen de la sequía, el estrés salino y el daño de los radicales de oxígeno reactivo bajo el estrés ambiental, todas características muy beneficiosas en los desiertos.
Los polinizadores impulsan la selección de nuevas variantes
Los autores propusieron que la diversidad permanente observada en las flores de C. longiscapa es causada por variaciones en la sensibilidad de los polinizadores y una preferencia por varios colores y patrones, un experimento evolutivo actual que pasa desapercibido para los humanos.
«La gran variación en el color de las flores dentro de C. longiscapa se puede explicar si diferentes especies de insectos polinizadores, a través de su preferencia por colores y patrones de flores particulares, pueden hacer que estas variantes se aíslen reproductivamente de otros individuos de la misma especie vegetal. proceso puede conducir al origen de nuevas razas o especies», dijo Martinez-Harms.
«En nuestros próximos estudios, investigaremos la identidad química y las vías de síntesis biológica de las betalaínas y otros pigmentos florales, así como su relación con características como los aromas producidos por las flores. Esto debería ayudarnos a comprender su papel en la configuración de las interacciones entre las plantas. y sus polinizadores, y sobre la tolerancia de las plantas a los factores estresantes bióticos y abióticos en condiciones climáticas fluctuantes», dijo Martinez-Harms.
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