El secreto detrás de las flores espectaculares en el desierto más árido del mundo es invisible para los ojos humanos

El Desierto de Atacama, que se extiende por unos 1.600 km a lo largo de la costa occidental del Cono Sudamericano, es el lugar más seco del planeta. Algunas estaciones meteorológicas nunca han registrado ninguna precipitación allí a lo largo de su existencia. Pero está lejos de ser estéril: aquí viven muchas especies que no se encuentran en ningún otro lugar, adaptadas a sus condiciones extremas. Y aproximadamente cada cinco a diez años, desde septiembre hasta mediados de noviembre, Atacama alberga uno de los sitios más espectaculares del mundo natural: el “desierto florido” (literalmente “desierto florido”). Estas floraciones masivas, una de las cuales está teniendo lugar actualmente en el norte de Atacama luego de fuertes lluvias a principios de este año, a menudo atraen atención de los medios del mundo entero.

Pero, ¿qué mecanismos fisiológicos y evolutivos permiten la gran diversidad de colores, formas y patrones visuales de las flores durante los desiertos floridos? ¿Y cómo los polinizadores -en Atacama, principalmente himenópteros como avispas y abejas solitarias- para cuyo beneficio ha evolucionado esta extravagancia visual, perciben toda esta variación? Este es el tema de un nuevo estudio en Fronteras en Ecología y Evolución.

«Nuestro objetivo era arrojar luz sobre los mecanismos ecológicos y evolutivos que causan la diversidad biológica en ambientes extremos como el desierto de Atacama», dijo el primer autor, el Dr. Jaime Martínez-Harms, investigador del Instituto de Investigaciones Agropecuarias de La Cruz, Chile.

«Aquí mostramos que las flores de Cistanthe longiscopa, una especie representativa de los desiertos floridos en el desierto de Atacama, son muy variables en el color y los patrones que presentan a los polinizadores. Esta variabilidad probablemente se deba a los diferentes pigmentos llamados «betalán» en la flor. pétalos

Especies modelo

Martínez-Harms y sus colegas estudiaron un desierto en Florida evento a finales de 2021 cerca de la ciudad de Caldera en el norte de Chile. Aunque más pequeño que el evento actual, fue claramente visible para los satélites. Una especie dominante fue C. longiscopa (familia Montiaceae), una planta anual de hasta 20 cm de altura, que floreció en dos parches separados de decenas de km de diámetro. Estas manchas estaban formadas, a los ojos del hombre, por flores uniformemente moradas y amarillas. Entre ellos crecieron muchas flores intermedias (es decir, rojizas, rosadas y blancas) de la misma especie, lo que sugiere fuertemente que las formas moradas y amarillas son variantes heredadas que pueden entrecruzarse.

Ver las flores como las ven los insectos

Los insectos, con sus ojos compuestos y diferentes sensibilidades, ven el mundo de forma muy diferente a nosotros. Por ejemplo, la mayoría de los himenópteros tienen tres tipos de fotorreceptores, que son muy sensibles a los rayos ultravioleta, azul y verde. Martínez-Harms et al. utilizaron cámaras y espectrómetros de luz visible y sensibles a los rayos ultravioleta para medir la reflexión, la absorción y la transmisión de diferentes longitudes de onda por los pétalos de un total de 110 flores de C. longiscapa que eran de color púrpura, amarillo, rojo, rosa y blanco. Esto les permitió producir imágenes compuestas de estas variantes vistas por sus muchas especies de polinizadores.

Diversidad oculta a los ojos humanos

Los resultados muestran que incluso dentro de esta única especie de planta, la diversidad perceptible por los polinizadores fue mayor que por nosotros. Por ejemplo, los himenópteros, al igual que nosotros, pueden distinguir fácilmente entre las variantes roja, morada, blanca y amarilla. Pero también pueden distinguir flores con alta o baja reflectancia UV entre flores amarillas y moradas. Un «patrón de ojo de buey» UV en el corazón de algunas flores, que guía a los polinizadores hacia el néctar y el polen, es invisible para nosotros.

Una excepción son los C. longiscopa rosados ​​y rojizos que reflejan los rayos ultravioleta, que son bastante distintos a los ojos humanos, pero probablemente se parecen a los himenópteros.

Esta diversidad visual de las flores de C. longiscapa probablemente se deba principalmente a las diferencias entre las betalaínas: pigmentos amarillos, naranjas y morados que son un rasgo típico del orden de plantas Caryophyllales al que pertenecen las totoras. Las betalaínas no solo colorean las flores: también protegen contra la sequía, el estrés salino y el daño de los radicales de oxígeno reactivo bajo el estrés ambiental, características altamente beneficiosas en los desiertos.

Los polinizadores guían la selección de nuevas variantes

Los autores plantearon la hipótesis de que la diversidad vertical observada dentro de las flores de C. longiscopa se debe a las diferencias en la sensibilidad y la preferencia por diferentes colores y patrones entre muchas especies de polinizadores: un experimento evolutivo actualmente en curso, que en su mayoría escapa a nuestra vista.

«La amplia variación en el color de las flores en C. longiscopa puede explicarse si diferentes especies de insectos polinizadores, a través de su preferencia por colores y patrones de flores particulares, podrían resultar en el aislamiento reproductivo de estas variantes de otros individuos de la misma especie de planta. Este proceso en curso podría conducir en última instancia al origen de nuevas razas o especies”, dijo Martínez-Harms.

“En nuestros próximos estudios, investigaremos más a fondo la identidad química y las vías de síntesis biológica de las betalaínas y otros pigmentos florales, así como su relación con características como las fragancias producidas por las flores. Esto debería ayudarnos a comprender su papel en la configuración de las interacciones planta-polinizador y en la tolerancia de las plantas a los factores estresantes bióticos y abióticos en condiciones climáticas fluctuantes”, dijo Martínez-Harms.