Houve uma mudança bem documentada em direção à floração da primavera em muitas plantas à medida que o mundo esquenta. A tendência alarma os biólogos porque tem o potencial de interromper interações cuidadosamente coreografadas entre plantas e criaturas – borboletas, abelhas, pássaros, morcegos e outros – que as polinizam.
Mas muito menos atenção tem sido dada às mudanças em outras características florais, como o tamanho da flor, que também podem afetar as interações planta-polinizador, numa época em que muitos insetos polinizadores estão em declínio global.
Em um estudo publicado online na revista Cartas de evolução, dois biólogos da Universidade de Michigan e um colega da Universidade da Geórgia mostram que populações selvagens de ipoméia comum no sudeste dos Estados Unidos aumentaram o tamanho de 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 em latitudes mais ao norte, de acordo com uma ampla gama de trabalhos anteriores mostrando que as populações de plantas do norte tendem a mostrar respostas evolutivas mais dramáticas às mudanças climáticas.
Uma mudança para floração precoce também foi observada entre as populações de ipomeias. Além disso, havia indícios tentadores de que as plantas aumentaram seu investimento em recompensas florais – o néctar e o pólen obtidos pelas abelhas, sirfídeos e vespas que polinizam as flores brancas, rosa e azuis da ipoméia.
“Há uma grande lacuna em nossa compreensão de como as características que são cruciais para as interações planta-polinizador podem estar evoluindo ao longo do tempo como resposta a uma mudança climática”, disse a principal autora do estudo, Sasha Bishop, estudante de doutorado no Departamento de Ecologia da UM. e Biologia Evolutiva.
“Mostramos que, além das mudanças bem documentadas para a floração anterior, a arquitetura e as recompensas florais também podem desempenhar papéis significativos na resposta evolutiva às mudanças ambientais contemporâneas”.
A ipoméia comum é uma videira herbácea anual encontrada no leste, meio-oeste e sul dos Estados Unidos. É frequentemente visto ao longo das estradas e campos de cultivo.
O estudo conduzido pela UM usou uma abordagem de “ressurreição” que envolveu a germinação de sementes de ipoméia coletadas 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 experimentou o aumento das temperaturas – particularmente o aumento das temperaturas mínimas e noturnas – e um aumento no número de eventos extremos de chuva intercalados com secas mais extremas.
Para procurar mudanças na morfologia floral, os pesquisadores plantaram sementes coletadas em campo de ambos os anos em uma estufa no Matthaei Botanical Gardens da U-M. Quando as flores desabrocharam, vários traços florais foram medidos com paquímetro digital.
As medições mostraram que as corolas da ipomeia tornaram-se 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 coletivamente conhecidas como corola.
O estudo também revelou uma mudança para épocas de floração anteriores entre 2003 e 2012, impulsionadas 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 coletadas em 2012.
Curiosamente, os pesquisadores também observaram uma tendência influenciada pela latitude em direção a um maior investimento em recompensas florais (pólen e néctar) ao longo do tempo. Em média, as flores de ipoméia cultivadas a partir de sementes coletadas em 2012 produziram mais grãos de pólen e mais néctar de sacarose 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 achados de recompensas florais não foram incluídos em um teste estatístico para buscar evidências de que a adaptação por seleção natural está ocorrendo nas plantas.
“No entanto, parece provável que haja um aumento temporal no investimento na atração de polinizadores e que esse resultado seja impulsionado pelas populações nas latitudes do norte”, disse a autora sênior do estudo Regina Baucom, professora associada do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da UM.
O estudo não encontrou evidências de que as ipoméias estejam aumentando a taxa de autofecundação. 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 que os traços responsáveis pelas interações planta-polinizador podem estar evoluindo ao longo do tempo, concomitantemente a reduções na abundância de polinizadores e mudanças ambientais dramáticas devido à mudança do clima 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 do início da floração da primavera. No total, foram medidas 2,836 flores de 456 plantas.
