Las flores sin olor producen menos semillas, aunque los polinizadores las visitan con tanta frecuencia como las flores que emiten un olor. Los científicos del Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena, Alemania, hicieron esta observación sorprendente cuando estudiaron plantas de tabacoLos investigadores demostraron que el aroma floral es crucial para una polinización exitosa: las polillas de halcón Manduca sexta, los polinizadores más importantes de la especie de tabaco silvestre Nicotiana attenuata, usan su probóscide para oler los volátiles florales cuandovisitan las flores. Ahora se ha descubierto que las neuronas olfativas involucradas en la percepción de estos volátiles se encuentran ubicadas en la trompa de Manduca. Solo cuando las flores producen volátiles las polillas permanecen el tiempo suficiente para beber néctar, y solo cuando permanecen el tiempo suficienteentregar suficiente polen en su trompa para polinizar con éxito otras flores aromáticas. Estos resultados ya han sido publicadoshed en el diario eLife eLife mayo de 2016, DOI: 10.7554 / eLife.15039.
Las flores que no emiten olor también son visitadas por las polillas de halcón
Hasta ahora, los científicos pensaban que las flores que no producen volátiles florales son invisibles para los polinizadores nocturnos, como las polillas de halcón. Tales "flores engañosas" podrían beneficiarse de las flores vecinas y perfumadas. Los estudios de aptitud de las plantas han confirmado que las flores perfumadas producen significativamentemás semillas que flores sin aroma. Realizando experimentos de carpas semi-naturales con plantas de la especie de tabaco silvestre Nicotiana attenuata, Danny Kessler y Felipe Yon junto con sus colegas del Departamento de Ecología Molecular se sorprendieron cuando observaron que las flores sin aromafueron visitados por las polillas de halcón del tabaco Manduca sexta con tanta frecuencia como las flores aromáticas. Sin embargo, las que no tenían olor tenían menos semillas, por lo que la pregunta es por qué ese es el caso. Qué papel jugaron los polinizadores, especialmente en lo que respecta a su capacidad de percibir¿Olores de flores? Los ecologistas pidieron ayuda a sus colegas: Markus Knaden y Alexander Haverkamp del Departamento de Neuroética Evolutivaología, que estudia el comportamiento guiado por el olor en los insectos.
Ensayos de comportamiento con polillas de halcón de tabaco
Los científicos del comportamiento ya habían adquirido experiencia en ensayos de comportamiento con polillas. Para este problema de investigación en particular, desarrollaron el llamado experimento del laberinto en y, una prueba de elección de trompa en la que se utiliza un sistema de tubos en forma de y como una extensión delcorola de la flor. El insecto debe decidir cuál de las dos terminaciones del tubo ingresará con su lengua, la llamada trompa ver gráfico. Una de las terminaciones contenía volátiles florales, mientras que la otra no. El comportamiento de la polilla fueregistrado en un experimento de túnel de viento. Esta prueba de elección reveló que la trompa de la polilla permaneció mucho más tiempo en la parte de la "flor" que olía que en la otra parte. Este resultado fue especialmente interesante, porque la configuración experimental aseguró que las antenas, la "nariz" real de la polilla, fueron excluidos de la fuente del olor. Knaden explica: "Debido a la longitud de la lengua, las antenas de las polillas están bastante lejos cuando las polillas lo están insertando en la flor. Además, están expuestos al viento causado por las aletas, lo que hace que sea aún más difícil percibir los olores emitidos por la flor. "Entonces, ¿cómo pueden las polillas oler la presencia de volátiles florales?
genes receptores olfativos activos en la trompa
Utilizando técnicas de biología molecular, los científicos identificaron los genes Manduca sexta que estaban activos en la probóscide de la polilla. Entre estos genes activados estaban los de dos receptores olfativos: el correceptor olfativo ORCO y el correceptor ionotrópico IR25a. El ORCOel gen estaba activo solo en la punta de la trompa, mientras que el gen IR25a también estaba activo en las partes superiores del órgano. Estos hallazgos muestran que la trompa desempeña un papel mucho más importante en el olfato de lo que se pensaba anteriormente.
Al examinar imágenes microscópicas electrónicas de la punta de la trompa, los investigadores descubrieron un sensillum, un cabello sensorial previamente desconocido en Manduca sexta. "Single Sensillum Recording", un método que mide la respuesta de los pelos sensoriales únicos a ciertos olores, revelóque la probóscide sensillum responde a los volátiles florales. Aparentemente, la polilla del halcón puede oler el aroma floral con la punta de la lengua, Haverkamp, uno de los primeros autores del estudio, observa este sorprendente resultado: "Nuestro estudio muestra que la funciónde la trompa es mucho más complejo de lo que se pensaba anteriormente. Estudios anteriores indicaron que la trompa de la mayoría de los insectos solo puede detectar categorías de sabor básicas como dulce o amargo. Ahora está claro que los insectos también pueden oler compuestos químicos específicos con su lengua ".
Las plantas emiten volátiles florales para garantizar el servicio del ecosistema de sus polinizadores
Los polinizadores, desafortunadamente, no pueden percibir directamente cuánto néctar está disponible en una flor individual. Sin embargo, el aroma floral es un indicador importante de la presencia de néctar porque proporciona información sobre la edad y la actividad fisiológica de una flor, que está fuertemente correlacionadacon su producción de néctar. Por lo tanto, las polillas que localizan correctamente los volátiles de las flores también tienen más probabilidades de seleccionar flores que contengan suficiente néctar. Por el lado de la planta, la presencia de aroma floral aumenta la aptitud de las flores individuales por dos razones: es más probable que las flores de aromapara ser percibidos por los polinizadores que las flores sin aroma, y los volátiles florales aumentan el éxito de los esfuerzos de búsqueda de las polillas de halcón y, por lo tanto, su reproducción final. Kessler, el líder del estudio, resume los resultados de esta manera: "Los insectos han desarrollado increíblescapacidades sensoriales para hacer frente a su entorno Los estudios sobre la ecología de las flores han subestimado la capacidads de polinizadores durante mucho tiempo.La evolución de las flores está estrechamente vinculada a la evolución de los polinizadores.Al aprender más sobre los carteros del polen, también aprendemos más sobre la evolución y las funciones de los rasgos florales de las plantas ".
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Ecología Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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