La investigación revela la ciencia detrás de los arándanos de esta planta

Newswise – En un hermoso día de otoño de 2019, Miranda Sinnott-Armstrong caminaba por Pearl Street en Boulder, Colorado, cuando algo le llamó la atención: una fruta azul particularmente brillante, en un arbusto conocido como Lantana Strigocamara. Mientras que sus diminutos racimos de flores rosadas, amarillas y naranjas y sus bayas azules suelen adornar el paseo marítimo en primavera, los trabajadores de la ciudad estaban arrancando estas Lantanas comunes para prepararse para la temporada de invierno.

Sinnott-Armstrong, investigadora postdoctoral en ecología y biología evolutiva en CU Boulder, preguntó rápidamente si podía llevar una muestra al laboratorio. Ella quería saber: ¿qué hacía que estas frutas fueran tan azules?

Los resultados de Sinnott-Armstrong ahora se publican en la revista Nuevo fitólogo. El estudio confirma Lantana Strigocamara como el segundo caso documentado de una planta que produce frutos de color azul con moléculas de grasa en capas. Ella y sus coautores publicaron el primer caso documentado en viburnum tinus, en 2020.

Las dos plantas se encuentran entre las únicas seis en el mundo conocidas por producir sus matices frutales utilizando un truco de luz conocido como color estructural. Pero Sinnott-Armstrong tiene el presentimiento de que hay más.

“Estamos literalmente encontrando estas cosas en nuestros patios traseros y en nuestras calles, la gente simplemente no está buscando plantas con colores estructurales”, dijo. Miranda Sinnott-Armstrong, autor principal del nuevo estudio. “Y, sin embargo, solo caminando por Pearl Street, dices, ‘¡Oh, hay uno!’”

El color estructural es muy común en los animales. Es lo que le da a las plumas marrones de los pavos reales sus verdes brillantes y a muchas mariposas sus azules brillantes. Pero esta ilusión óptica es mucho más rara en las plantas, según Sinnott-Armstrong.

Para crear su color único, estas frutas azules usan estructuras microscópicas en su piel para manipular la luz y reflejar las longitudes de onda que nuestros ojos perciben como azul, dándole un acabado metálico distintivo. El color pigmentado hace lo contrario, absorbiendo longitudes de onda de luz visibles seleccionadas. Esto significa que las bayas estructuralmente coloreadas no tienen color en sí mismas; si los aplastaras, no se mancharían de azul.

De hecho, si pelas la piel de una fruta de Lantana y la pones a la luz, se volverá completamente translúcida. Pero si lo pones sobre un fondo oscuro, se vuelve azul nuevamente, debido a las nanoestructuras en la superficie encargadas de reflejar el color.

la evolución del color

Lo que es especialmente único acerca de Lantana Strigocamara—aparte de que el color azul es bastante escaso en la naturaleza, particularmente en la fruta— es que crea este color estructural en su piel usando capas de moléculas lipídicas, o grasas.

viburnum tinus es la única otra planta conocida que hace lo mismo, y lantana y Viburnum compartieron un ancestro común hace más de 100 millones de años. Es decir, las dos plantas desarrollaron esta característica compartida de forma completamente independiente entre sí.

“Eso nos pone en la búsqueda de otros grupos donde sucede, porque sabemos que se puede hacer de muchas maneras”, dijo. Stacy Smithcoautor de la publicación y profesor asociado de ecología y biología evolutiva.

Los investigadores también hablan a menudo sobre por qué evolucionaría tal cosa. ¿El color estructural proporciona una ventaja evolutiva?

Algunos teorizan que el color estructural puede ayudar a la dispersión de semillas. Aunque hay muy pocas plantas estructuralmente coloreadas conocidas, están muy extendidas a nivel mundial. lantana en sí mismo es invasivo en muchas partes del mundo, especialmente en las regiones tropicales. Es posible que la naturaleza metálica y brillante de la fruta proporcione un marcado contraste con el follaje circundante, atrayendo a los animales para que la coman y dispersen sus semillas, dicen los investigadores.

«Pero ser azul y brillante puede ser suficiente para que un animal piense que es decorativo», dijo Smith.

Los investigadores observaron que a muchas aves, especialmente en Australia, les gusta usar frutas estructuralmente coloreadas para adornar sus cenadores y atraer parejas. Los seres humanos, curiosamente, también pueden estar contribuyendo a la propagación de lantana por la misma razón.

“El hecho de que se dedicaran a la horticultura sugiere que somos susceptibles a las mismas cosas que otros animales encuentran atractivos en ellos”, dijo Smith. “Estamos como, oh, mira esa cosa brillante y esponjosa. Debería poner esto en mi jardín”.

Otra posibilidad es que la gruesa capa de grasa que crea este color único sea un mecanismo de protección para la planta, proporcionando defensa contra los patógenos o mejorando la integridad estructural de la fruta, dijo Sinnott-Armstrong.

El color azul en sí también puede ser una pista.

Los colores pigmentados y estructurales no son mutuamente excluyentes en las plantas, pero tal vez las plantas se toparon con el color estructural como una forma de hacer azul porque no es tan fácil de crear de otras maneras, dijo.

Algunos investigadores del laboratorio de Silvia Vignolini en la Universidad de Cambridge, donde se encuentra actualmente Sinnott-Armstrong, ahora están tratando de hacer tintas de colores, telas y más a partir del color estructural, para comprender mejor el ensamblaje de los nanocristales de celulosa en frutas de colores.

Los investigadores esperan aprender más sobre los posibles desencadenantes evolutivos de este mecanismo a medida que se descubren más frutas estructuralmente coloreadas.

«Están ahí fuera», dijo Sinnott-Armstrong. «Simplemente no los hemos visto a todos todavía».

Los coautores de esta publicación incluyen: Yu Ogawa, Université de Grenoble Alps; Gea Theodora van de Kerkhof, Universidad de Cambridge; y Silvia Vignolini, de la Universidad de Cambridge.