La ‘coincidencia de tamaño’ biomecánica explica el aislamiento floral en el bumblebee-bee-before elefante neuzenflowers

La polinización de zumbido, un proceso en el que las abejas que extraen polen por flores vibrantes, aparecen en más de 20,000 especies de plantas. Uno de los ejemplos más especializados son las flores silvestres del género pedicularis (Orobanchaceae), cuyos pétalos doblados «Elephant-Neus» dependen exclusivamente de las vibraciones de abejorro para la polinización.

A pesar del floración simultánea de varias especies pediculares y su dependencia compartida de los polinizadores de abejorro, la hibridación entre especies que ocurren simultáneamente es excepcionalmente rara. Ahora un equipo de investigación ha descubierto los mecanismos biomecánicos detrás de este fenómeno.

Publicado en Ciencia China Life SciencesEl estudio, dirigido por investigadores del Instituto Kunming de Botánica de la Academia de Ciencias de China, revela cómo los viajes de flores y el tamaño de la polinización median estas interacciones.

En las montañas del Himalaya-Hengduan del suroeste de China, cientos de piojos (pediculares) producen flores silvestres de las flores silvestres «Elephant-Neus», caracterizados por un pico largo sin perseguir. Los abejorros, sus únicos polinizadores, deben vibrar estas estructuras para liberar el polen. Sin embargo, las observaciones muestran que las abejas morden constantemente la misma área de la flor, independientemente de las especies.

Para investigar, los investigadores desarrollaron un modelo de elementos finitos tridimensionales (3D) de flores pediculares, con propiedades estructurales y materiales derivadas de escaneos microc-CT y microscopía de potencia atómica. Sus análisis identificaron un «punto de mordimiento óptimo» en la base del pico de las flores, donde las vibraciones liberan el polen más eficiente. Sin embargo, la efectividad de este mecanismo depende de una coincidencia precisa: la altura del abejorro debe variar desde la distancia desde el punto lateral hasta la punta de la flor.

El estudio también mostró que las especies pediculares varían en la longitud del pico, la curvatura y el enrollamiento, cada una con un tamaño de destino específico para una transferencia exitosa de polen. En particular, los trabajadores de bumblebee dentro de una sola colonia muestran la variación del tamaño en las temporadas, lo que significa que diferentes individuos pueden especializarse en diferentes tipos de flores.

Un análisis de una red de polinización en un nivel individual unido «de tamaño» fuerte entre la longitud del cuerpo de los hommel y las flores de las dimensiones del pico, en la que se explica por qué la hibridación es raro: abejas de diferentes dimensiones aislando al visitar accidentalmente especies pediculares que corresponden a su morfología.

«El desafío grave es integrar la biomecánica con la ecología de la polinización, porque la revolinación de zumbido implica enlaces de vibración complejos», dijo Ph.D. Estudiante Xu Yuanqing, primer autor del estudio. «Hemos establecido un marco de investigación multidimensional que combina los asnosánicos de vibración, el comportamiento de los insectos y las redes ecológicas».

Los hallazgos enfatizan el mecanismo de acoplamiento de vibración en la polinización del zumbido y enfatizan el papel crucial de la biomecánica de las flores en la configuración de las interacciones de la existencia de la planta. Este estudio ofrece nuevas ideas sobre la evolución conjunta de plantas y polinizadores, así como el desarrollo de la diversidad de flores en las comunidades silvestres a lo largo del tiempo.