Houve uma mudança bem documentada em direção ao florescimento no início da primavera em muitas plantas à medida que o mundo esquenta. A tendência alarma os biólogos porque tem o potencial de perturbar interações cuidadosamente coreografadas entre as plantas e as criaturas – borboletas, abelhas, pássaros, morcegos e outras – que as polinizam.
Mas muito menos atenção tem sido dada às mudanças em outras características florais, como o tamanho das flores, que também podem afetar as interações planta-polinizador, numa época em que muitos insetos polinizadores estão em declínio global.
Em um estudo publicado on-line na revista Cartas de evolução, dois biólogos da Universidade de Michigan e um colega da Universidade da Geórgia mostram que as populações selvagens da ipomeia comum no sudeste dos Estados Unidos aumentaram o tamanho das suas flores entre 2003 e 2012.
O aumento do tamanho das flores sugere um maior investimento das plantas na atração de polinizadores, segundo os pesquisadores. As mudanças foram mais pronunciadas nas latitudes mais ao norte, em linha com uma ampla gama de trabalhos anteriores que mostram que as populações de plantas do norte tendem a mostrar respostas evolutivas mais dramáticas às alterações climáticas.
Uma mudança para uma floração mais precoce também foi observada entre as populações de ipomeias. Além disso, havia indícios tentadores de que as plantas aumentaram o seu investimento em recompensas florais – o néctar e o pólen obtidos pelas abelhas, moscas sírfidas e vespas que polinizam as flores brancas, rosa e azuis da ipomeia.
“Há uma grande lacuna na nossa compreensão de como as características que são cruciais para as interações planta-polinizador podem evoluir ao longo do tempo como resposta às mudanças climáticas”, disse a principal autora do estudo, Sasha Bishop, estudante de doutoramento no Departamento de Ecologia da UM. e Biologia Evolutiva.
“Mostramos que – além das mudanças bem documentadas para o florescimento precoce – a arquitetura floral e as recompensas também podem desempenhar papéis significativos na resposta evolutiva às mudanças ambientais contemporâneas.”
A ipomeia comum é uma trepadeira anual com ervas daninhas encontrada no leste, meio-oeste e sul dos Estados Unidos. É freqüentemente visto ao longo das estradas e campos de cultivo.
O estudo liderado pela UM utilizou uma abordagem de “ressurreição” que envolveu a germinação de sementes de ipomeia colhidas nas bordas dos campos agrícolas de soja e milho no Tennessee, Carolina do Norte e Carolina do Sul em dois anos: 2003 e 2012.
Durante esse período de nove anos, a região registou um aumento das temperaturas – particularmente um aumento das temperaturas mínimas e noturnas – e um aumento no número de ocorrências de precipitação extrema intercaladas com secas mais extremas.
Para procurar mudanças na morfologia floral, os pesquisadores plantaram sementes coletadas no campo de ambos os anos em uma estufa no Jardim Botânico Matthaei da UM. Quando as flores desabrocharam, vários traços florais foram medidos com paquímetros digitais.
As medições mostraram que as corolas da ipomeia se tornaram significativamente mais largas durante o intervalo de nove anos - 4.5 centímetros (1.8 polegadas) de diâmetro em 2003 e 4.8 centímetros (1.9 polegadas) em 2012, e a mudança na largura da corola foi maior em populações em latitudes mais ao norte. . As pétalas de uma flor são conhecidas coletivamente como corola.
O estudo também revelou uma mudança para períodos de floração mais precoces entre 2003 e 2012, impulsionada principalmente por populações em latitudes mais ao norte. O início da floração ocorreu em média quatro dias antes para as plantas cultivadas a partir de sementes colhidas em 2012.
Curiosamente, os investigadores também observaram uma tendência influenciada pela latitude no sentido de um maior investimento em recompensas florais (pólen e néctar) ao longo do tempo. Em média, as flores de ipomeia cultivadas a partir de sementes coletadas em 2012 produziram mais grãos de pólen e mais sacarose de néctar do que as flores das sementes coletadas em 2003.
No entanto, as análises de pólen e néctar envolveram apenas quatro populações de ipomeias. Devido ao baixo número de populações examinadas, os resultados das recompensas florais não foram incluídos num teste estatístico para procurar evidências de que a adaptação através da selecção natural está a ocorrer nas plantas.
“No entanto, parece provável que haja um aumento temporal no investimento na atração de polinizadores e que este resultado seja impulsionado pelas populações nas latitudes norte”, disse a autora sénior do estudo, Regina Baucom, professora associada do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da UM.
O estudo não encontrou nenhuma evidência de que as ipomeias estejam aumentando a taxa de autopolinização. Evidências de alguns estudos anteriores apontaram para o aumento do “selfing” como uma possível resposta à mudança climática e/ou declínios de polinizadores associados à mudança no uso da terra.
“Este é o primeiro artigo a usar a abordagem da ressurreição para examinar o potencial de que as características responsáveis pelas interações planta-polinizador possam evoluir ao longo do tempo, concomitantemente com diminuições na abundância de polinizadores e mudanças ambientais dramáticas devido às mudanças climáticas e regimes de uso da terra”, Bispo disse.
Quinze populações de ipomeias foram incluídas no experimento de ressurreição, observando as mudanças na morfologia floral. Vinte e três populações foram incluídas no estudo da floração no início da primavera. No total, foram medidas 2,836 flores de 456 plantas.