Las plantas fabrican 'dispositivos ópticos' para atraer a las abejas

Investigadores de Cambridge han demostrado que las plantas pueden regular la química de la superficie de sus pétalos para crear señales iridiscentes visibles para las abejas.

Aunque la mayoría de las flores producen pigmentos que parecen coloridos y actúan como señal visual para los polinizadores, algunas flores también crean patrones tridimensionales microscópicos en la superficie de sus pétalos. Estas estrías paralelas reflejan determinadas longitudes de onda de la luz para producir un efecto óptico iridiscente que no siempre es visible para los ojos humanos, pero sí para las abejas.

Hay mucha competencia por la atención de los polinizadores y -dado que el 35 por ciento de los cultivos del mundo dependen de los animales polinizadores- entender cómo las plantas crean patrones de pétalos que agradan a los polinizadores podría ser importante para dirigir la investigación y las políticas futuras en agricultura, biodiversidad y conservación.

La investigación, publicada en 'Current Biology' por el equipo de la profesora Beverley Glover, del Departamento de Ciencias Vegetales de Cambridge, ha revelado que el patrón de los pétalos es más complejo de lo que parece. Los resultados anteriores indicaban que la deformación mecánica de la fina capa protectora de la cutícula en la superficie de los pétalos jóvenes en crecimiento podía desencadenar la formación de crestas microscópicas.

Estas crestas semi-ordenadas actúan como rejillas de difracción que reflejan diferentes longitudes de onda de la luz para crear un débil efecto de halo azul iridiscente en el espectro azul-UV que los abejorros pueden ver. Sin embargo, no se entendía por qué esas estrías sólo se forman en ciertas flores o incluso sólo en ciertas partes de los pétalos, informa Phys.org.

Edwige Moyroud, que comenzó esta investigación en el laboratorio del profesor Glover y ahora dirige su propio grupo de investigación en el Laboratorio Sainsbury, ha desarrollado el hibisco autóctono australiano, la malva de Venecia ('Hibiscus trionum'), como una nueva especie modelo para intentar comprender cómo y cuándo se desarrollan estas nanoestructuras.

"Nuestro modelo inicial predecía que la cantidad de células que crecen y la cantidad de cutícula que fabrican esas células eran los factores clave que controlan la formación de las estrías --explica la doctora Moyroud--, pero cuando empezamos a poner a prueba el modelo mediante trabajos experimentales en la malva de Venecia descubrimos que su formación también depende en gran medida de la química de la cutícula, que afecta a la forma en que ésta responde a las fuerzas que provocan el pandeo".

"La siguiente cuestión que queremos explorar es cómo las diferentes químicas pueden cambiar las propiedades mecánicas de la cutícula, como material de construcción de nanoestructuras --prosigue--. Es posible que las diferentes composiciones químicas den lugar a una cutícula con una arquitectura diferente o con una rigidez distinta y, por tanto, con diferentes formas de reaccionar a las fuerzas que experimentan las células a medida que el pétalo crece".

Este proyecto ha revelado que existe una combinación de procesos que trabajan conjuntamente y que permiten a las plantas dar forma a sus superficies. La doctora Moyroud añade que "las plantas son formidables químicos y estos resultados ilustran cómo pueden ajustar con precisión la química de su cutícula para producir diferentes texturas en sus pétalos. Los patrones formados a escala microscópica pueden cumplir una serie de funciones, desde la comunicación con los polinizadores hasta la defensa contra los herbívoros o los patógenos. Son ejemplos sorprendentes de diversificación evolutiva y, combinando experimentos y modelos computacionales, estamos empezando a entender un poco mejor cómo las plantas pueden fabricarlos", destaca.

"Estos conocimientos también son útiles para la biodiversidad y el trabajo de conservación porque ayudan a explicar cómo las plantas interactúan con su entorno", destaca Glover, que también es directora del Jardín Botánico de la Universidad de Cambridge, en el que los investigadores notaron por primera vez las flores iridiscentes de la malva de Venecia--. Por ejemplo, especies estrechamente relacionadas pero que crecen en regiones geográficas diferentes pueden tener patrones de pétalos muy distintos. Entender por qué varía el patrón de los pétalos y cómo esto podría afectar a la relación entre las plantas y sus polinizadores podría ayudar a informar mejor las políticas en la futura gestión de los sistemas ambientales y la conservación de la biodiversidad".