Los abejorros aceleran la floración

Las abejorros usan sus partes bucales para pellizcar las hojas de las plantas que aún no han florecido, y que el daño resultante estimula la producción de nuevas flores que florecen antes que las de las plantas a las que no se les ha dado este estímulo.

Si los abejorros encuentran muy poco polen, perforan las hojas de las plantas que no florecen para obligarlas a producir flores más rápidamente. Fotografía: Hannier Pulido / ETH Zurich

La primavera ha llegado antes que nunca este año, acompañada de temperaturas más típicas del comienzo del verano. Muchas plantas ya estaban en plena floración a mediados de abril, unas tres o cuatro semanas antes de lo normal. Este tipo de anomalías estacionales se están volviendo cada vez más frecuentes debido al cambio climático, y la incertidumbre resultante amenaza con interrumpir el momento de las relaciones mutualistas entre las plantas y sus insectos polinizadores.

Un equipo de investigación dirigido por los profesores de ETH, Consuelo De Moraes y Mark Mescher, ha descubierto ahora que un comportamiento peculiar de abejorro puede ayudar a superar tales desafíos al facilitar la coordinación entre las abejas y las plantas que polinizan. El grupo descubrió que las obreras usan sus partes bucales para pellizcar las hojas de las plantas que aún no han florecido, y que el daño resultante estimula la producción de nuevas flores que florecen antes que las de las plantas a las que no se les ha dado esto estimulo.

Su estudio acaba de ser publicado en la revista Science. "Trabajos anteriores han demostrado que varios tipos de estrés pueden inducir a las plantas a florecer, pero el papel del daño causado por las abejas en la aceleración de la producción de flores fue inesperado", dice Mescher.

Comportamiento sorprendente de los abejorros

Los investigadores notaron por primera vez el comportamiento durante otros experimentos llevados a cabo por uno de los autores, Foteini Pashalidou: los polinizadores mordían las hojas de las plantas de prueba en el invernadero. "En una investigación más profunda, encontramos que otros también habían observado tales comportamientos, pero nadie había explorado lo que las abejas estaban haciendo con las plantas o informado sobre un efecto en la producción de flores", explica Mescher.

Siguiendo sus observaciones, los investigadores de ETH idearon varios experimentos de laboratorio nuevos y también realizaron estudios al aire libre utilizando colonias de abejorros disponibles comercialmente, que generalmente se venden para la polinización de cultivos agrícolas, y una variedad de especies de plantas.

Basándose en sus estudios de laboratorio, los investigadores pudieron demostrar que la propensión de los abejorros a dañar las hojas tiene una fuerte correlación con la cantidad de polen que pueden obtener: las abejas dañan las hojas con mucha más frecuencia cuando hay poco o ningún polen disponible para ellos. También encontraron que el daño infligido a las hojas de las plantas tuvo efectos dramáticos en el tiempo de floración en dos especies de plantas diferentes. Las plantas de tomate sometidas a mordeduras de abejorros florecieron hasta 30 días antes que las que no habían sido atacadas, mientras que las plantas de mostaza florecieron unos 14 días antes cuando fueron dañadas por las abejas.

"El daño de las abejas tuvo una influencia dramática en la floración de las plantas, una que nunca se había descrito antes", dice De Moraes. También sugiere que la etapa de desarrollo de la planta cuando es mordida por abejorros puede influir en el grado en que se acelera la floración, un factor que los investigadores planean explorar en el trabajo futuro.

Los investigadores intentaron replicar manualmente los patrones de daño causados ​​por las abejas para ver si podían reproducir el efecto en el tiempo de floración. Pero, aunque esta manipulación condujo a una floración algo más temprana en ambas especies de plantas, el efecto no fue tan fuerte como el causado por las abejas mismas. Esto lleva a De Moraes a sugerir que también puede estar involucrada alguna señal química o de otro tipo. "O eso o nuestra imitación manual del daño no fue lo suficientemente precisa", dice. Su equipo está tratando de identificar las señales precisas responsables de inducir la floración y caracterizar los mecanismos moleculares involucrados en la respuesta de la planta al daño de las abejas.

Fenómeno también observado en campo

El equipo de investigación de ETH también pudo observar el comportamiento dañino de las abejas en condiciones más naturales, con la estudiante de doctorado Harriet Lambert dirigiendo estudios de seguimiento en los tejados de dos edificios de ETH en el centro de Zúrich. En estos experimentos, los investigadores observaron nuevamente que los abejorros hambrientos con un suministro insuficiente de polen dañaban con frecuencia las hojas de las plantas que no florecían. Pero el comportamiento dañino se redujo constantemente cuando los investigadores pusieron más flores a disposición de las abejas.

Además, no solo los abejorros criados en cautividad de las colonias experimentales de los investigadores dañaron las hojas de las plantas. Los investigadores también observaron abejas silvestres de al menos dos especies de abejorros adicionales que mordían las hojas de las plantas en sus parcelas experimentales. Sin embargo, otros insectos polinizadores, como las abejas, no mostraron tal comportamiento: parecían ignorar por completo las plantas sin flor, a pesar de ser visitantes frecuentes de parcelas cercanas de plantas con flores.

Equilibrio delicado comenzando a inclinarse

"Los abejorros pueden haber encontrado un método eficaz para mitigar la escasez local de polen", dice De Moraes. "Nuestros campos abiertos también están llenos de otros polinizadores, que también pueden beneficiarse de los esfuerzos de los abejorros". Pero queda por ver si este mecanismo es suficiente para superar los desafíos del clima cambiante. Los insectos y las plantas con flores han evolucionado juntos, compartiendo una larga historia que logra un delicado equilibrio entre la eflorescencia y el desarrollo de los polinizadores.

Sin embargo, el calentamiento global y otros cambios ambientales antropogénicos tienen el potencial de alterar el tiempo de estas y otras interacciones ecológicamente importantes entre especies. Un cambio ambiental tan rápido podría provocar que los insectos y las plantas se desincronicen cada vez más en su desarrollo, por ejemplo. "Y eso es algo que ambos lados pueden perder", dice Mescher.

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Más información: Foteini G. Pashalidou et al. Bumble bees damage plant leaves and accelerate flower production when pollen is scarce. Science (2020). DOI: 10.1126/science.aay0496

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Nota original: ETH Zurich