Confirman una teoría que ya predijo Darwin sobre la reproducción de plantas con órganos sexuales a alturas similares

Aunque más conocido por sus estudios evolutivos en animales, Charles Darwin dedicó la mayor parte de su trabajo al reino vegetal. Él fue el primero en proponer que, en las plantas, la polinización cruzada (entre individuos distintos) era más ventajosa que la autopolinización (polinización de un individuo a sí mismo), puesto que las nuevas generaciones nacen más fuertes debido a su mayor diversidad genética. Y una de sus mayores satisfacciones científicas fue descubrir el sentido evolutivo de las plantas heterostilas, un tipo de plantas que promueven la polinización cruzada frente a la autopolinización.

‘Narcissus papyraceus’ es una especie que se localiza principalmente en torno al Estrecho de Gibraltar.

En las especies heterostilas existen dos (o tres) tipos de individuos (llamados morfos). Un morfo tiene las flores con el estigma (órganos sexuales femeninos) arriba y las anteras (órganos sexuales masculinos) abajo, y el otro al revés.

Darwin propuso que estas plantas han evolucionado así para favorecer la polinización cruzada entre ambos morfos, mediante el transporte del polen de cada morfo en distintas partes (arriba o abajo) del cuerpo de los polinizadores. En la naturaleza, los órganos sexuales no están exactamente siempre a la misma altura sino que sus posiciones varían, y de la hipótesis de Darwin se deduce que las plantas con órganos sexuales a alturas más similares (con mayor reciprocidad) tendrán más éxito de cruzamiento (mayor probabilidad de tener descendencia).

Un estudio publicado recientemente por expertos de la Universidad de Sevilla, analiza los patrones de cruzamiento en Narcissus papyraceus, una especie que se localiza principalmente en torno al Estrecho de Gibraltar. En Narcissus papyraceus varía notablemente la posición del estigma pero no la de las anteras, a esto se le denomina dimorfismo estilar. “Creamos poblaciones experimentales con individuos genotipados de los dos morfos florales y las ubicamos en dos sitios con distintas comunidades de polinizadores: uno con predominancia de mariposas y polillas, que pueden alcanzar los órganos sexuales inferiores, y otro con predominancia de moscas y abejas, que pueden contactar solo los órganos sexuales superiores” explica la investigadora Violeta Simón, investigadora del departamento de Biología Vegetal y Ecología. “Una vez fructifadas las plantas, se recogieron los frutos, se germinaron sus semillas y genotiparon sus plántulas para hacer análisis de paternidad y así saber quién había sido la madre y el padre de cada semilla”, añade.

Al observar los patrones de cruzamiento de las poblaciones del estudio, los expertos comprobaron que, como Darwin predijo, las parejas de individuos con anteras y estigmas a alturas más similares (con mayor reciprocidad) tenían más hijos de los esperados al azar.

Además, el efecto de la reciprocidad cambió entre los dos sitios. En el sitio con mariposas y polillas, que pueden alcanzar los órganos sexuales inferiores y no necesariamente tocan los órganos sexuales superiores cuando se alimentan, el número de hijos aumentó con la reciprocidad de los órganos sexuales inferiores.

Recreación de la polinización de esta planta.

En el sitio con moscas y abejas, que solo pueden contactar con los órganos sexuales superiores, el número de hijos aumentó con la reciprocidad de los órganos sexuales superiores. “En este estudio damos evidencia empírica precisa de la hipótesis Darwiniana sobre el papel de los polinizadores en la evolución de la heterostilia. Un ejemplo más del gran papel que plantas e insectos han jugado promoviendo la biodiversidad en nuestro planeta”, afirma la investigadora Simón.

Referencia bibliográfica:

Simón-Porcar, V.I., Muñoz-Pajares, A.J., de Castro, A. and Arroyo, J. (2022), Direct evidence supporting Darwin’s hypothesis of cross-pollination promoted by sex organ reciprocity. New Phytol. Accepted Author Manuscript. https://doi.org/10.1111/nph.18266