Matthew H. Koski es profesor adjunto de ciencias biológicas en la Facultad de Ciencias de Clemson y quien ha dirigido la investigación que nos ocupa. Su equipo y él estudiaron las brillantes flores amarillas de la Argentina anserina, una planta de la familia Rosaeceae, es decir, de las rosas, para aprender cómo los pigmentos de los pétalos que son visibles solo en el espectro ultravioleta desempeñan un papel integral en la plasticidad de la planta. Se conoce como plasticidad de una planta la capacidad de esta para responder rápidamente a un entorno cambiante, como podría ser el cambio climático.
Los investigadores estudiaron las algas plateadas que crecían a diferentes alturas en el suroeste de Colorado para comprender mejor las funciones de las diversas sustancias químicas que absorben los rayos UV en los pétalos de las plantas y cómo estas sustancias químicas contribuyen a la polinización y, por tanto, a la reproducción.
Koski explicó que, aunque los seres humanos no pueden ver los patrones de UV en los pétalos de la flor, muchos de sus polinizadores sí pueden hacerlo.
«Siempre me ha fascinado cómo surge, cómo evoluciona y qué factores impulsan la evolución de la variación de color», dijo Koski refiriéndose a los colores de los pétalos de las flores,»así que me interesé en pensar en cómo percibimos el color frente a cómo perciben el color los organismos que interactúan más frecuentemente con las flores». «Los insectos (los polinizadores, por ejemplo) ven en el espectro ultravioleta», continuó. «Así que las flores que reflejan o absorben longitudes de onda ultravioleta dan (a los polinizadores) la percepción de diferentes colores que nosotros no podemos ver. Me ha fascinado descubrir lo que estas señales ultravioletas podrían estar haciendo funcionalmente con respecto a la polinización. Cuando pensé en el rasgo de interés de la absorción ultravioleta, es bioquímico. Es un rasgo bioquímico que conduce a diferentes percepciones de la absorción y la reflectancia de los rayos UV».
El investigador y responsable del estudio apunta que una amplia gama de plantas tiene concentraciones de sustancias químicas que absorben los rayos UV en la base de los pétalos de la flor, mientras que las puntas de los pétalos tienen más sustancias químicas que reflejan los rayos UV. Según él, esto crea un efecto general como de diana que guía a los insectos en su búsqueda de polen.
Los investigadores también han descubierto que las flores que se encuentran a diferentes altitudes se adaptan a sus entornos produciendo distintas cantidades de sustancias químicas que bloquean o absorben los rayos UV. «A mayor altitud, siempre hay más compuestos que absorben los rayos UV o una mayor área espacial de absorción de los rayos UV en los pétalos, en comparación con las poblaciones de baja altitud», dijo Koski.
Los autores del estudio afirman que esto demuestra la plasticidad de la planta, que Koski define como la forma en que surgen rasgos diferentes en los mismos organismos bajo diferentes condiciones ambientales. Se trata de un paso fundamental para entender cómo se adaptan los organismos para sobrevivir al cambio. «Lo importante de la plasticidad es que, cuando pensamos en el cambio climático y el cambio global, la plasticidad es un mecanismo por el que las poblaciones naturales pueden responder muy rápidamente a los cambios de clima y persistir en ellos», dijo. «Se cree que el proceso de evolución, en el que se producen cambios en el código genético a lo largo del tiempo, es más lento que la respuesta plástica al cambio ambiental».
Una cuestión que plantea la investigación es si las respuestas plásticas de las plantas a las situaciones ambientales son adaptativas o no, es decir, si ofrecen alguna ventaja a un organismo, o son cambios en la forma en que se desarrolla un rasgo debido al entorno sin que ello repercuta en la aptitud de la planta. «Una de las cosas que descubrió este estudio es que el cambio plástico en la pigmentación ultravioleta benefició a la planta, especialmente a las que se encuentran a gran altura, porque el aumento de la absorción ultravioleta en los pétalos dio lugar a una mayor viabilidad del polen», explicó Koski.
Koski añadió que la investigación ayudará a los científicos a entender mejor cómo responden los organismos a los cambios ambientales e incluso a predecir si algunos organismos podrían sobrevivir a un cambio ambiental rápido, como el del cambio climático global, o en qué medida. La investigación también podría ser importante para la agricultura, dijo, porque algunos de los mismos pigmentos sensibles a los rayos UV que actúan en el alga plateada también están presentes en cultivos comerciales como la mostaza y el girasol.
«Es interesante pensar que si los factores abióticos (componentes de un ecosistema que no tienen vida, pero influyen en los seres vivos que forman parte de él), como los rayos UV o la temperatura, modifican la expresión de estos rasgos, cómo va a repercutir eso en la forma en que los polinizadores ven las flores, y cómo va a afectar a cosas como el rendimiento y la producción de semillas en los cultivos, por ejemplo», dijo Koski.
Los resultados del estudio han sido publicados en la revista Evolution.
Referencia:
H. Koski et.al. 2022. Elevational divergence in pigmentation plasticity is associated with selection and pigment biochemistry. Evolution. DOI: https://doi.org/10.1111/evo.14422
