As cores ultravioletas secretas dos girassóis atraem polinizadores e preservam a água

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 Para os polinizadores, que podem ver no ultravioleta, os girassóis têm uma gama adicional de cores. (Unsplash/Marco de Hevia), CC BY-SA

As flores são um dos exemplos mais marcantes de diversidade na natureza, exibindo uma infinidade de combinações de cores, padrões, formas e aromas. Eles variam de tulipas e margaridas coloridas, a frangipani perfumado e gigante, flores de cadáver com cheiro pútrido. A variedade e a diversidade são surpreendentes - considere o orquídea em forma de pato.

Mas, por mais que possamos apreciar a beleza e a diversidade das flores, ela literalmente não é destinada aos nossos olhos.

O propósito das flores é atrair polinizadores, e é aos seus sentidos que as flores atendem. Um exemplo claro disso são os padrões ultravioleta (UV). Muitas flores acumulam pigmentos UV em suas pétalas, formando padrões invisíveis para nós, mas que a maioria dos polinizadores pode ver.

A desconexão entre o que vemos e o que os polinizadores veem é particularmente notável nos girassóis. Apesar de seu status icônico na cultura popular (como testemunha a honra indiscutivelmente duvidosa de ser uma das únicas cinco espécies de flores com um emoji dedicado), dificilmente parecem o melhor exemplo de diversidade floral.

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Luz diferente

O que comumente consideramos um único girassol é na verdade um aglomerado de flores, conhecido como inflorescência. Todos os girassóis selvagens, dos quais existem cerca de 50 espécies na América do Norte, têm inflorescências muito semelhantes. Aos nossos olhos, suas lígulas (as pétalas alargadas e fundidas do verticilo mais externo de florzinhas na inflorescência do girassol) são o mesmo amarelo brilhante uniforme e familiar.

No entanto, quando observado no espectro UV (ou seja, além do tipo de luz que nossos olhos podem ver), as coisas são bem diferentes. Os girassóis acumulam pigmentos de absorção de UV na base das lígulas. Em toda a inflorescência, isso resulta em uma padrão de alvo UV.

Em um estudo recente, comparamos quase 2,000 girassóis selvagens. Descobrimos que o tamanho desses alvos UV varia amplamente, tanto entre as espécies quanto dentro delas.

A espécie de girassol com a diversidade mais extrema no tamanho dos alvos UV é Helianthus, o girassol comum. H. annuus é o selvagem mais próximo do girassol cultivado, e é o mais amplamente distribuído de girassóis selvagens, crescendo em quase todos os lugares entre o sul do Canadá e o norte do México. Enquanto algumas populações de H. annuus têm olhos de UV muito pequenos, em outros, a região de absorção de ultravioleta cobre toda a inflorescência.

Atrair polinizadores

Por que há tanta variação? Os cientistas foram ciente dos padrões florais UV por muito tempo. Algumas das inúmeras abordagens que têm sido usadas para estudar o papel desses padrões na atração de polinizadores têm sido bastante inventivas, incluindo cortando e colando pétalas or revestindo-os com protetor solar.


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Quando comparamos girassóis com diferentes alvos UV, descobrimos que os polinizadores foram capazes de discriminar entre eles e plantas preferidas com alvos UV de tamanho intermediário.

Ainda assim, isso não explica toda a diversidade nos padrões de UV que observamos em diferentes populações de girassóis selvagens: se os alvos UV intermediários atraem mais polinizadores (o que é claramente um vantagem), por que existem plantas com alvos UV pequenos ou grandes?

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 Girassóis com diferentes padrões UV bullseye como os vemos (em cima) e como uma abelha os vê (em baixo). (Marco Todesco), Autor fornecida

Outros fatores

Embora a atração de polinizadores seja claramente a principal função das características florais, há evidências crescentes de que fatores não polinizadores como temperatura ou herbívoros podem afetar a evolução de características como cor e forma da flor.

Encontramos uma primeira pista de que esse também poderia ser o caso dos padrões de UV em girassóis quando analisamos como sua variação é regulada no nível genético. Um único gene, HaMYB111, é responsável pela maior parte da diversidade nos padrões de UV que vemos em H. annuus. Este gene controla a produção de uma família de produtos químicos chamados glicosídeos de flavonóis, que encontramos em altas concentrações na parte das lígulas que absorvem UV. Os glicosídeos de flavonóis não são apenas pigmentos de absorção de UV, mas também desempenham um papel importante em ajudar as plantas lidar com diferentes estresses ambientais.

Uma segunda pista veio da descoberta de que o mesmo gene é responsável pela pigmentação UV nas pétalas da agrião thale, Arabidopsis thaliana. Thale agrião é o sistema modelo mais comumente usado em genética de plantas e biologia molecular. Estas plantas são capazes de se polinizar, e, portanto, geralmente dispensam polinizadores.

Como não precisam atrair polinizadores, têm flores brancas pequenas e despretensiosas. Ainda assim, suas pétalas estão cheias de flavonóis que absorvem UV. Isso sugere que existem razões não relacionadas à polinização para que esses pigmentos estejam presentes nas flores do agrião.

Finalmente, notamos que as populações de girassol de climas mais secos tinham consistentemente maiores alvos UV. Uma das funções conhecidas dos glicosídeos de flavonóis é regular a transpiração. De fato, descobrimos que lígulas com grandes padrões de UV (que contêm grandes quantidades de glicosídeos de flavonol) perderam água a uma taxa muito mais lenta do que lígulas com pequenos padrões de UV.

Isso sugere que, pelo menos nos girassóis, os padrões de pigmentação UV floral têm duas funções: melhorar a atratividade das flores para os polinizadores e ajudar os girassóis a sobreviver em ambientes mais secos, preservando a água.

Evolução econômica

Então, o que isso nos ensina? Por um lado, essa evolução é econômica e, se possível, usará a mesma característica para atingir mais de um objetivo adaptativo. Também oferece uma abordagem potencial para melhorar o girassol cultivado, aumentando simultaneamente as taxas de polinização e tornando as plantas mais resistentes à seca.

Por fim, nosso trabalho e outros estudos sobre a diversidade de plantas podem ajudar a prever como e em que medida as plantas serão capazes de lidar com as mudanças climáticas, que já estão alterando os ambientes aos quais estão adaptadas.A Conversação

Sobre o autor

Marco Todesco, Pesquisador associado, Biodiversidade, Universidade de British Columbia

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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