Los abejorros manipulan las plantas para que florezcan antes

Uno de los casos de simbiosis más conocidos y más estudiados es el de los insectos polinizadores y las plantas angiospermas. Los insectos se encargan de transportar el polen de unas flores a otras, con lo que facilitan la fecundación cruzada minimizando la endogamia, y las plantas, a cambio, producen néctar para los ellos y les "regalan" parte del polen que producen en abundancia. De esta manera, tanto plantas como insectos salen beneficiados en esta relación. La prueba de que este pacto funciona es que lleva produciéndose desde hace 100 millones de años (Hu et al, 2008), a lo largo de los cuales se ha ido perfeccionando y sofisticando por el mecanismo de la coevolución. 

Bombus terrestris polinizando una flor de Centaurea nigra

Para que esta relación funcione es necesario que se produzca un ajuste perfecto entre la floración de las plantas y la emergencia de los insectos, de forma que cuando los insectos aparezcan, las flores ya tengan las reservas de néctar repletas, el polen maduro y hayan desplegado todos sus atractivos para atraerlos hacia ellas. Si ese ajuste temporal no se produce, las flores se marchitarán sin haber sido fecundadas y los insectos se morirán de hambre. 

Hay que tener en cuenta que los mecanismos que desencadenan la emergencia de los insectos y la floración de las plantas no son los mismos en los dos casos. El factor más determinante para los insectos es la temperatura, o sea, que cuando estas alcanzan un cierto valor, despertarán de su letargo y saldrán al exterior en busca de flores. En el caso de las plantas, florecerán cuando la relación entre horas de luz y oscuridad, o sea, el fotoperiodo, llegue a un punto concreto. 

Desajuste temporal entre plantas y polinizadores. Modificado de Straka & Starzomski 2014

El mayor número de horas de luz y el incremento de la temperatura ambiental suelen coincidir en el tiempo, ya que la temperatura está íntimamente relacionada con las horas de insolación, pero en los últimos años, el ascenso de las temperaturas como consecuencia del cambio climático ha hecho que la emergencia de los insectos se adelante (Bell et al, 2019), mientras que el fotoperiodo, que depende de la inclinación del eje de giro de la Tierra, no ha variado. Este desajuste temporal está provocando que los insectos se encuentren durante unos días sin flores de las que alimentarse y al mismo tiempo muchas flores tardías se queden sin insectos que las polinicen.

Un artículo publicado recientemente ha confirmado que un grupo de insectos, los abejorros, han conseguido esquivar este problema de desajuste temporal manipulando la floración de las plantas (Pashalidou et al, 2020). En los abejorros, la disponibilidad de flores en un radio de 1km de una colonia de reciente formación tiene un importante efecto sobre su supervivencia y éxito reproductor (Carvet et al, 2017), por lo que la escasez de flores en esas fases tempranas de la creación de la colonia pueden suponer la desaparición de la misma.

Abejorros mordisqueando hojas de Tomate (Solanum lycopersicum), extraído de Pashalidou et al, 2020

Los autores del artículo observaron que los abejorros mordisqueban las hojas de algunas plantas y al mismo tiempo se dieron cuenta de que ese comportamiento era mucho mas frecuente en las colonias que estaban pasando hambre que en aquellas que tenían suficientes reservas de polen en sus nidos. En un principio lo atribuyeron a lo que parecía más obvio: los abejorros, a falta de polen consumían hojas como una fuente alternativa de proteínas. Pero poco después hicieron un descubrimiento sorprendente, las plantas de Mostaza negra (Brassica nigra) que habían sido mordidas por los abejorros florecieron dos semanas antes de las que no habían sido dañadas, y en el caso de las plantas de tomate (Solanum lycopersicum), florecieron con un mes de antelación. Aunque parezca increíble, los abejorros habían ideado un sistema muy efectivo para conseguir alimento cuando escaseaba y las plantas, al mismo tiempo, podían ser polinizadas tras sufrir un daño mínimo y que no parecía afectar a su supervivencia.

Una vez que se ha demostrado la relación directa entre la acción de los abejorros y el adelanto de la floración surgen muchas preguntas que no tienen una fácil respuesta. En primer lugar ¿cómo ha evolucionado ese comportamiento en los abejorros? y en segundo lugar, ¿cómo ese daño en las hojas induce la floración en las plantas?.

En el caso de los abejorros no parece muy creíble que los abejorros hubieran aprendido que existe una relación entre un comportamiento y una recompensa futura y no inmediata, a no ser que hubiera otra motivación añadida y relacionada. Y además deberían recordar las  plantas que había mordido para volver a ellas pasadas unas semanas. Aún es más difícil de explicar si tenemos en cuenta que una obrera de abejorro tiene una esperanza de vida de un mes, aproximadamente el tiempo que tarda en producirse la floración tras los mordiscos a las hojas. ¿Puede haber surgido ese comportamiento cuando los abejorros en ausencia de flores mordisquearan otras partes de la planta en busca de polen?, ¿puede beneficiar ese comportamiento a otras colonias que salgan del letargo más tarde? Lo cierto es que aún se necesitarán más experimentos para entender cómo la evolución pudo haber conferido una ventaja selectiva a la colonia para que este comportamiento de mordisqueo y su efecto sobre la población pudiera haberse extendido en la población de abejorros.

Efectos del daño infringido a las hojas, tanto por los abejorros como efectuado mecánicamente en el experimento, sobre el adelanto en la floración de la pimienta negra y el tomate (extraído de Pashalidou et al, 2020)

En cuanto al efecto sobre las plantas, tampoco está claro cómo los abejorros pueden inducir el adelanto en la floración, porque cuando las hojas fueron dañadas experimentalmente simulando los mordiscos de los abejorros, no se producía el adelanto esperado, produciéndose la floración casi al mismo tiempo que si no se hubieran manipulado. Se sabe que muchas plantas son capaces de reaccionar a la herbivoría desarrollando respuestas plásticas que incluyen cambios en la forma de las hojas o el desarrollo de estructuras defensivas. En este caso, como ocurre con otras plantas anuales, la herbivoría podría favorecer una floración temprana como respuesta a una mortalidad prematura, pero tampoco parece ser la explicación correcta, ya que los daños infringidos por los abejorros en las hojas son poco importantes para causar la muerte de la planta. ¿Podrían los abejorros estar inyectando alguna sustancia química en las plantas que induzca la floración? Lo cierto es que no se sabe, y por eso se necesitarán más experimentos para desentrañar este aparente misterio.

Como podéis ver, la ciencia no solo busca respuestas sino que sobre todo se hace preguntas. Cada respuesta a las mismas sugiere nuevos interrogantes que antes ni siquiera nos habíamos planteado, así es como avanza. La investigación es una carrera de fondo y no debería estar sujeta a los vaivenes políticos y económicos y en tiempos como los que estamos viviendo es algo que no deberíamos olvidar.

Referencias
- Bell JR, Botham MS, Henrys P, Leech DI, Pearce-Higgins JW, Shortall CR, Brereton TM, Pickup J & Thackeray SJ(2019) Spatial and habitat variation in aphid, butterfly, moth and birdphenologies over the last half century. Global Change Biology 25:1982–1994
- Carvell C et al. (2017) Bumblebee family lineage survival is enhanced in high-quality landscapes. Nature 543: 547–549
- Hu S, Dilcher DL, Jarzen DM & Taylor DW (2008) Early steps of angiosperm–pollinator coevolution. PNAS 105 (1) 240-245
- Pashalidou FG, Lambert H, Peybernes T, Mescher MC & De Moraes CM (2020) Bumble bees damage plant leaves and accelerate flower production when pollen is scarce. Science 368: 881–884
- Straka JR & Starzomski BM (2014) Humming along or buzzing off? The elusive consequences of plant-pollinator mismatches. Journal of Pollination Ecology  13(14): 129-145.