La polinización por vibración, un proceso en el que las abejas extraen polen mediante la vibración de las flores, se encuentra presente en más de 20,000 especies vegetales. Un ejemplo particularmente especializado lo constituyen las flores silvestres del género Pedicularis (Orobanchaceae), cuyas pétalos curvados en forma de «nariz de elefante» dependen exclusivamente de las vibraciones de las abejas bombus para su polinización.
A pesar de que múltiples especies de Pedicularis florecen simultáneamente y comparten la misma dependencia de los polinizadores, la hibridación entre especies que coexisten es excepcionalmente rara. Un equipo de investigación ha desvelado los mecanismos biomecánicos detrás de este fenómeno.
El estudio, publicado en Science China Life Sciences y liderado por investigadores del Instituto de Botánica de Kunming de la Academia China de Ciencias, revela cómo las vibraciones florales y el tamaño de los polinizadores median estas interacciones. En las montañas de Himalaya-Hengduan, en el suroeste de China, cientos de especies de flores silvestres producen flores únicas con «narices de elefante», caracterizadas por un largo pico similar a una trompa. Las abejas bombus, sus únicos polinizadores, deben vibrar estas estructuras para liberar el polen. Sin embargo, las observaciones muestran que las abejas consistentemente muerden la misma región de la flor, sin importar la especie.
Para investigar, los investigadores desarrollaron un modelo tridimensional (3D) de elementos finitos de las flores de Pedicularis, incorporando propiedades estructurales y materiales derivados de escaneos micro-CT y microscopía de fuerza atómica. Sus análisis identificaron un «punto óptimo de mordida» en la base del pico de la flor, donde las vibraciones deslodan el polen de manera más eficiente. Sin embargo, la efectividad de este mecanismo depende de un ajuste preciso: la longitud del cuerpo de la abeja bombus debe alinearse con la distancia desde el punto de mordida hasta la punta de la flor.
Mecanismos de Aislamiento Floral
El estudio también reveló que las especies de Pedicularis varían en longitud del pico, curvatura y enrollamiento, cada una requiriendo un tamaño específico de polinizador para una transferencia exitosa de polen. Es notable que las abejas trabajadoras dentro de una misma colonia exhiben variación de tamaño a lo largo de las estaciones, lo que significa que diferentes individuos pueden especializarse en diferentes especies de flores.
Un análisis de la red de polinización a nivel individual confirmó un fuerte «ajuste de tamaño» entre la longitud del cuerpo de las abejas bombus y las dimensiones del pico floral, lo que explica por qué la hibridación es rara: las abejas de diferentes tamaños aíslan inadvertidamente las especies de Pedicularis al visitar preferentemente flores que coinciden con su morfología.
El estudiante de doctorado Xu Yuanqing, primer autor del estudio, comentó: «El serio desafío es integrar la biomecánica con la ecología de la polinización, ya que la polinización por vibración implica un acoplamiento vibracional complejo. Establecimos un marco de investigación multidimensional que combina mecánica vibracional, comportamiento de insectos y redes ecológicas».
Los hallazgos destacan el mecanismo de acoplamiento vibracional en la polinización por vibración y enfatizan el papel crítico de la biomecánica floral en la configuración de las interacciones planta-polinizador. Este estudio ofrece nuevos conocimientos sobre la coevolución de plantas y polinizadores, así como sobre el desarrollo de la diversidad floral en comunidades silvestres a lo largo del tiempo.
