Los helechos y las flores sobornan a las útiles hormigas defensoras con néctar, pero los helechos desarrollaron esta capacidad mucho más tarde: nuestro estudio muestra por qué

Mire de cerca una planta en su parque local, su jardín o incluso su cocina, y es probable que vea algún daño.Ya sea que una oruga haya masticado parte de una hoja o que una cochinilla esté chupando savia, los animales se alimentan constantemente de plantas.

Por supuesto, la herbivoría o la depredación de plantas no es ideal para la supervivencia de una planta.Por eso, las plantas han desarrollado muchos mecanismos de defensa diferentes para inhibir esta amenaza, incluidas armas físicas y químicas.Por ejemplo, los cactus arman sus cuerpos con espinas que perforan la piel.Hierbas como la menta, la lavanda y el romero producen compuestos aromáticos volátiles que pueden ayudar a disuadir a los herbívoros.

Otras plantas recurren a sobornar a sus guardaespaldas personales secretando un néctar espeso y dulce.

El néctar se asocia más comúnmente con las flores, donde se usa para atraer a las abejas, pájaros o mariposas para que muevan el polen de una flor a otra.Pero otras plantas producen diferentes tipos de glándulas de néctar llamadas nectarios extraflorales.Las plantas producen estas glándulas para sobornar a las hormigas con una dulce recompensa;a cambio, las hormigas defenderán la planta de los insectos herbívoros.

yo estudio biología evolutiva de las plantas, y recientemente trabajó con bióloga de helechos Fay-Wei Li al Instituto Boyce Thompson y la Universidad de Cornell bióloga de hormigas Corrie Moreau examinar la evolución de los mecanismos de defensa contra las hormigas en las plantas.

Encontramos algo sorprendente:Hace casi 130 millones de años, durante el período geológico Cretácico, los helechos y las plantas con flores Glándulas de néctar que sobornan a las hormigas evolucionaron independientemente aproximadamente al mismo tiempo..Lo descubrimos utilizando algoritmos complejos para estimar el origen evolutivo y la historia de los helechos, las plantas con flores y las hormigas.

Este momento es bastante interesante porque fue muy temprano en la historia evolutiva de las plantas con flores, pero bastante tarde en historia evolutiva del helecho.Nuestro trabajo demostró que los perros viejos pueden aprender algunos trucos nuevos y, lo que es aún más importante, cómo sucedió con los helechos.

Encuentro sobre el suelo

Las plantas son las principales productoras de casi todo el suministro de alimentos de la Tierra, por lo que prácticamente todos los seres vivos dependen de ellas para sobrevivir.Por este motivo, la herbivoría es parte de la vida.Pero también genera graves costos para muchas industrias, desde las plantas domésticas hasta los cultivos agrícolas.Grandes brotes de plagas puede incluso amenazar la seguridad alimentaria mundial.

Por todas estas razones, comprender cómo las plantas se defienden de los depredadores es un desafío fundamental.

La evolución de las estrategias de defensa mediadas por las hormigas vinculó inexorablemente dos linajes en todo el reino de la vida.Significaba que las hormigas y las plantas eventualmente evolucionarían juntas. un proceso llamado coevolución.A medida que una especie cambia, la otra puede cambiar en respuesta, y estos cambios pueden incluso codificarse en sus genes.

Las plantas con flores se originaron en el período Cretácico, hace unos 150 millones de años, y nuestros análisis demostraron que formaron estrechas asociaciones con las hormigas desde el principio.Estas plantas con flores y sus compañeras hormigas aparentemente evolucionaron juntas con el tiempo.

Pero los helechos no.Si bien tenían el potencial de desarrollar nectarios al mismo tiempo que las plantas con flores, no comenzaron a desarrollar nectarios a un ritmo rápido hasta que aprendieron a vivir entre los árboles.

Los helechos originalmente eran plantas terrestres, pero después de que las plantas con flores evolucionaron hasta convertirse en árboles grandes, los helechos saltaron a sus ramas como epífitas – plantas que crecen sobre otras plantas, a menudo sin estar adheridas al suelo.

Los helechos también pueden trepar a los árboles, como lo hace la hiedra, o crear sus propios troncos en el caso de helechos arbóreos.Esto también ayudó a que los helechos entraran en el dosel.

El hecho de que los helechos no empezaran a producir néctar para las hormigas hasta que subieron a los árboles me confundió como biólogo de helechos.Eso fue, hasta que mi coautor Corrie Moreau Señaló que la mayoría de las hormigas vivían en las copas de los árboles.

Esto tenía mucho sentido.A medida que los helechos se convirtieron en habitantes de las copas de los árboles, comenzaron a acercarse a las hormigas que ya estaban asociadas con los árboles portadores de nectarios.Al mezclarse con estas hormigas, los helechos finalmente aprovecharon la relación mutuamente beneficiosa establecida entre las hormigas y las plantas con flores.

La evolución y ecología de las relaciones helecho-hormiga.

Si bien nuestro estudio descubrió nuevos aspectos de la defensa de las plantas mediada por hormigas, dejó muchas preguntas sin respuesta.Por ejemplo, ¿algunas hormigas se especializan en helechos o son generalistas que pueden alimentarse del néctar de una gama más amplia de plantas?¿Cómo, exactamente, desarrollaron originalmente las plantas la capacidad física de producir néctar extrafloral?¿Los genes que codifican el desarrollo del nectario son los mismos entre los helechos y las plantas con flores?¿Es la química del néctar de helechos y plantas con flores la misma?

Nuestro estudio sienta las bases para futuras investigaciones sobre la evolución y ecología de estos nectarios.Esta es una ciencia fundamental importante.También es concebible que la investigación en esta área pueda contribuir a programas de mejoramiento que promuevan la defensa de las hormigas mediada por el nectario, reduciendo la necesidad de pesticidas para proteger a las plantas de los depredadores.