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martes, 18 de agosto de 2020

Un extraño caso de polinización por hormigas en Australia

Una hormiga se afana buscando néctar en las flores de Conospermum undulatum. Fuente.
Los más de 2.600.000 km2 del estado de Australia Occidental ocupan un tercio de todo el país. En el estado hay censadas más de 12.500 plantas con flores, de las cuales un 60 % son endémicas. Una de las más curiosas es una especie de proteácea a la que los nativos llaman “smokebush” (Conospermum undulatum), un arbusto erecto que apenas supera el metro y medio de altura que tuve ocasión de ver en las colinas Darling Range cerca de Perth, donde crecía en suelos arenosos.
Cuando lo vi por primera vez me llamaron la atención tres cosas: un corto vello la tapiza por completo y le otorga un aspecto lanudo blanquecino (smokebush significa arbusto humeante, en alusión a ese aspecto), sus flores minúsculas y la abundancia de hormigas que correteaban por sus ramas y se afanaban entre las flores.
Un artículo publicado esta primavera cuya lectura he recuperado en la tensa placidez de este verano, me ha ilustrado sobre la curiosa biología floral del arbusto y el papel que juegan las hormigas en su polinización.
Las interacciones mutuas entre plantas y animales son un proceso ecológico tan común que casi el 90% de las especies de plantas silvestres con flores son zoófilas, es decir, dependen de los animales para la dispersión del polen y, en última instancia, para la producción de frutos y semillas. 
La mayoría de los animales implicados en esas interacciones forjadas a través de millones de años de coevolución son insectos (plantas entomófilas), responsables de la polinización de un 88% de todas las plantas zoófilas. Entre las plantas entomófilas, la polinización por hormigas, es decir, la mirmecofilia, está poco extendida, mientras que las abejas y otros himenópteros (salvo las hormigas) son los polinizadores más importantes en todo el mundo. 
Generalmente se supone que las interacciones entre hormigas y flores son antagónicas, lo que se atribuye a características propias de aquellas, como su pequeño tamaño (que es generalmente de menor tamaño que las estructuras reproductivas de las flores), su comportamiento agresivo que puede disuadir a otros visitantes florales dificultando así la polinización, su comportamiento de autolimpieza, que implica que eliminen cualquier partícula (incluidos los granos de polen) que recaiga sobre su cuerpo, y la producción de una secreción antimicrobiana de su glándula metapleural, que tiene un efecto negativo sobre la viabilidad del polen
Zona de unión entre el tórax y el abdomen de una hormiga. En la metapleura se encuentra la glándula metapleural, que segrega sustancias antibióticas y fungicidas. Fuente.
En las hormigas, el mesosoma es la unión resultante de fusionar el tórax con el primer segmento abdominal. Allí se encuentra la glándula metapleural, que en muchas especies segrega sustancias antibióticas y fungicidas. Debido a que las hormigas tienden a vivir muy juntas en espacios reducidos, este líquido antimicrobiano además de mantener sus cuerpos limpios de cualquier patógeno que pueda amenazar su existencia, cumple una función antiséptica, ya que las hormigas lo utilizan esparciéndolo por sus nidos y hormigueros para prevenir el crecimiento de hongos y otros potenciales organismo infecciosos. 
Pero por muy buenos que sean esos fluidos para ellas, destruyen los granos de polen inutilizándolos para la polinización. Esta última circunstancia es el fundamento de la llamada "hipótesis de los antibióticos" que explicaría las diferencias en la eficacia de la polinización entre los principales linajes de himenópteros. 
Pese a esas limitaciones, la polinización por hormigas podría ser un mecanismo ventajoso con un bajo coste energético que podría verse favorecido en hábitats donde la frecuencia de hormigas es alta y las plantas producen flores pequeñas y abiertas con bajas cantidades de polen, es decir, las que presentan el “síndrome de mirmecofilia”.
Se sabe que, en climas áridos, algunas especies de hormigas han evolucionado para producir considerablemente menos fluidos antimicrobianos. La hipótesis es que los climas más secos tienden a albergar menos patógenos microbianos y, por lo tanto, las hormigas no necesitan desperdiciar tanta energía para protegerse de esas amenazas. 
Sospechando que esa podía ser la razón de que las hormigas no dañaran al smokebush, los investigadores que suscriben el artículo de marras se dispusieron a comprobarlo mediante experimentos de campo.
(A) Flores blancas de Conospermum undulatum.  (B) Detalles florales.  (C–H) Insectos que visitan las flores de C. undulatum: (C) Leioproctus conospermi;  (D) Camponotus molossus;  (E) Camponotus terebrans;  (F) Iridomyrmex purpureus;  (G) Myrmecia infima; (H) Apis melliferaFuente.
Las hormigas no son los únicos insectos que visitan las flores de los arbustos humeantes. Lo hacen también asiduamente las abejas de la miel (Apis mellifera), una especie invasora en Australia, y una pequeña abeja nativa, Leioproctus conospermi. Teniendo en cuenta que no todos los visitantes consuman la polinización, los investigadores basaron sus experimentos en el recuento de semillas de las flores visitadas por unos u otros para saber cuál de esos tres grupos de visitantes tenía más éxito como polinizador. 
Al observar las diferencias en el conjunto de semillas entre las flores visitadas por hormigas y abejas, descubrieron una imagen fascinante de la ecología de la polinización del extraño arbusto humeante. 
Su morfología floral se ajusta extraordinariamente bien a la anatomía de las hormigas. Las diminutas flores producen una pequeña cantidad de néctar en la base. Cuando las hormigas hunden la cabeza en la flor para libar, se activa un mecanismo explosivo que hace que el estilo golpee el dorso del insecto. Al hacerlo, el estigma limpia el polen que transporta la hormiga en su dorso. Al mismo tiempo, las anteras realizan una dehiscencia explosiva, que cubre al visitante con una capa de polen. 
Realizado el recuento seminal, las hormigas resultaron ser unos excelentes polinizadores, como demuestra que el conjunto de semillas producidas por las plantas que visitaban era muy similar al conseguido por la pequeña abeja nativa Leioproctus conospermi, la cual, como su propio nombre indica, es un especialista en polinizar a Conospermum undulatum.
En cambio, las abejas invasoras apenas funcionaron como polinizadores. Sus cabezas eran demasiado grandes para activar eficazmente el mecanismo floral de polinización, aunque podían acceder al néctar que contenían. Dicho de otra forma, las abejas melíferas actúan como ladrones de néctar que no ayudan en nada a la polinización del arbusto.
Sorprendentemente, la eficacia de las hormigas como polinizadoras no se debe a que produzcan menos fluidos antimicrobianos. De hecho, estas hormigas son perfectamente capaces de producir grandes cantidades de estas sustancias destructoras de polen. En cambio, es la planta la que parece haber evolucionado para tolerar a las hormigas visitantes. El polen de Conospermum undulatum es resistente a los efectos tóxicos de los fluidos de las glándulas metapleurales de las distintas especies de hormigas que visitan sus flores. 
Con muchas hormigas que no cesan de buscar de comida, el arbusto humeante ha logrado aprovechar un vector abundante, seguro y eficaz para la polinización. Por su parte, las hormigas se han asegurado con el néctar un nutritivo y energético alimento durante todas las estaciones: en las cálidas tierra de los alrededores de Perth, los arbustos humeantes florecen durante todo el año. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.