A existat o schimbare bine documentată către înflorirea mai devreme de primăvară la multe plante pe măsură ce lumea se încălzește. Tendința îi alarmează pe biologi, deoarece are potențialul de a perturba interacțiunile atent coregrafiate dintre plante și creaturile - fluturi, albine, păsări, lilieci și altele - care le polenizează.
Dar mult mai puțină atenție a fost acordată modificărilor altor trăsături florale, cum ar fi dimensiunea florii, care pot afecta și interacțiunile plantă-polenizator, într-un moment în care mulți polenizatori de insecte sunt în declin global.
Într-un studiu publicat online în jurnal Scrisori de evoluție, doi biologi de la Universitatea din Michigan și un coleg de la Universitatea din Georgia arată că populațiile sălbatice ale gloriei comune ale dimineții din sud-estul Statelor Unite și-au crescut dimensiunea florilor între 2003 și 2012.
Creșterea mărimii florii sugerează o investiție mai mare a plantelor în atracția polenizatorilor, potrivit cercetătorilor. Schimbările au fost cele mai pronunțate la latitudini mai nordice, în conformitate cu o gamă largă de lucrări anterioare care arată că populațiile de plante din nord tind să arate răspunsuri evolutive mai dramatice la schimbările climatice.
O trecere la înflorirea mai devreme a fost, de asemenea, observată în rândul acestor populații de glorie de dimineață. În plus, au existat indicii tentante că plantele și-au mărit investițiile în recompense florale - nectarul și polenul obținut de albine, muștele sirfide și viespi care polenizează florile albe, roz și albastre ale gloriei dimineții.
„Există o lacună majoră în înțelegerea noastră cu privire la modul în care trăsăturile care sunt cruciale pentru interacțiunile plante-polenizator pot evolua în timp, ca răspuns la un climat în schimbare”, a spus autorul principal al studiului, Sasha Bishop, doctorand la Departamentul de Ecologie al UM. și Biologie evoluționistă.
„Arătăm că, pe lângă schimbările bine documentate către înflorirea anterioară, arhitectura florală și recompensele pot juca, de asemenea, un rol important în răspunsul evolutiv la schimbările de mediu contemporane.”
Gloria de dimineață comună este o viță de vie anuală cu buruieni care se găsește în estul, vestul mijlociu și sudul Statelor Unite. Este frecvent întâlnită de-a lungul drumurilor și câmpuri de cultură.
Studiul condus de UM a folosit o abordare de „înviere” care a implicat germinarea semințelor de glorie de dimineață colectate de la marginile câmpurilor agricole de soia și porumb din Tennessee, Carolina de Nord și Carolina de Sud în doi ani: 2003 și 2012.
Pe parcursul acelui interval de nouă ani, regiunea a cunoscut temperaturi în creștere - în special temperaturi minime și nocturne în creștere - și o creștere a numărului de evenimente extreme de precipitații intercalate cu secete mai extreme.
Pentru a căuta schimbări în morfologia florală, cercetătorii au plantat semințe culese pe câmp din ambii ani într-o seră de la Grădina Botanică Matthaei a UM. Când florile au înflorit, diferite trăsături florale au fost măsurate cu șublere digitale.
Măsurătorile au arătat că corolele din gloria dimineții au devenit semnificativ mai largi în intervalul de nouă ani - 4.5 centimetri (1.8 inchi) în diametru în 2003 și 4.8 centimetri (1.9 inchi) în 2012, iar schimbarea lățimii corolei a fost cea mai mare în populațiile de la latitudini mai nordice. . Petalele unei flori sunt cunoscute în mod colectiv sub numele de corola.
Studiul a relevat, de asemenea, o trecere la perioadele de înflorire anterioare între 2003 și 2012, determinată în principal de populațiile de la latitudini mai nordice. Începutul înfloririi a avut loc în medie cu patru zile mai devreme pentru plantele crescute din semințe colectate în 2012.
Interesant este că cercetătorii au observat, de asemenea, o tendință influențată de latitudine către investiții mai mari în recompense florale (polen și nectar) în timp. În medie, florile de glorie de dimineață cultivate din semințele colectate în 2012 au produs mai multe boabe de polen și mai multă zaharoză de nectar decât florile din semințele colectate în 2003.
Cu toate acestea, analizele de polen și nectar au implicat doar patru populații de plante de glorie matinală. Datorită numărului redus de populații examinate, constatările recompenselor florale nu au fost incluse într-un test statistic pentru a căuta dovezi că adaptarea prin selecție naturală are loc în plante.
„Cu toate acestea, se pare că există o creștere temporală a investițiilor în atracția polenizatorilor și că acest rezultat este determinat de populațiile de la latitudini nordice”, a spus autorul principal al studiului, Regina Baucom, profesor asociat la Departamentul de Ecologie și Biologie Evoluționară UM.
Studiul nu a găsit nicio dovadă că gloriile de dimineață cresc rata cu care se auto-polenizează. Dovezile din unele studii anterioare au indicat o „autoevaluare” crescută ca un posibil răspuns la schimbarea climei și/sau scăderea polenizatorilor asociată cu schimbarea utilizării terenului.
„Acesta este primul articol care utilizează abordarea reînvierii pentru a examina potențialul ca trăsăturile responsabile pentru interacțiunile plante-polenizator să evolueze în timp, concomitent cu scăderea abundenței polenizatorilor și schimbări dramatice de mediu datorate schimbărilor climatice și a regimurilor de utilizare a terenurilor.” spuse Bishop.
Cincisprezece populații de glorie de dimineață au fost incluse în experimentul de înviere, analizând modificările morfologiei florale. Douăzeci și trei de populații au fost incluse în studiul înfloririi anterioare de primăvară. În total, au fost măsurate 2,836 de flori de la 456 de plante.
