C'è stato uno spostamento ben documentato verso una fioritura primaverile anticipata in molte piante mentre il mondo si riscalda. Questa tendenza allarma i biologi perché ha il potenziale di interrompere le interazioni attentamente coreografate tra le piante e le creature – farfalle, api, uccelli, pipistrelli e altri – che le impollinano.
Ma molta meno attenzione è stata prestata ai cambiamenti in altri tratti floreali, come la dimensione dei fiori, che possono anche influenzare le interazioni pianta-impollinatore, in un momento in cui molti insetti impollinatori sono in declino globale.
In uno studio pubblicato online sulla rivista Evolution Letters, due biologi dell'Università del Michigan e un collega dell'Università della Georgia mostrano che le popolazioni selvatiche della gloria mattutina comune negli Stati Uniti sudorientali hanno aumentato le dimensioni dei loro fiori tra il 2003 e il 2012.
Secondo i ricercatori, l’aumento delle dimensioni dei fiori suggerisce un maggiore investimento da parte delle piante nell’attrazione degli impollinatori. I cambiamenti sono stati più pronunciati alle latitudini più settentrionali, in linea con un’ampia gamma di lavori precedenti che mostravano che le popolazioni vegetali settentrionali tendono a mostrare risposte evolutive più drammatiche al cambiamento climatico.
È stato osservato anche uno spostamento verso una fioritura più anticipata tra quelle popolazioni di ipomea. Inoltre, c’erano indicazioni allettanti che le piante avessero aumentato i loro investimenti in ricompense floreali: il nettare e il polline ottenuti dalle api, dalle mosche sirfidi e dalle vespe che impollinano i fiori bianchi, rosa e blu dell’ipomea.
"C'è una grande lacuna nella nostra comprensione di come i tratti cruciali per le interazioni pianta-impollinatore possano evolversi nel tempo come risposta a un clima che cambia", ha detto l'autore principale dello studio Sasha Bishop, uno studente di dottorato presso il Dipartimento di Ecologia dell'UM. e biologia evoluzionistica.
“Abbiamo dimostrato che, oltre ai cambiamenti ben documentati verso una fioritura anticipata, anche l’architettura floreale e le ricompense possono svolgere un ruolo significativo nella risposta evolutiva al cambiamento ambientale contemporaneo”.
La comune gloria mattutina è una vite erbacea annuale che si trova negli Stati Uniti orientali, del Midwest e meridionali. È spesso visto lungo i bordi delle strade e campi coltivati.
Lo studio condotto dall’UM ha utilizzato un approccio di “resurrezione” che prevedeva la germinazione di semi di ipomea raccolti dai bordi dei campi agricoli di soia e mais in Tennessee, Carolina del Nord e Carolina del Sud in due anni: 2003 e 2012.
Durante quell’arco di nove anni, la regione ha sperimentato un aumento delle temperature – in particolare l’aumento delle temperature minime e notturne – e un aumento del numero di eventi di precipitazioni estreme intervallati da siccità più estreme.
Per cercare cambiamenti nella morfologia floreale, i ricercatori hanno piantato semi raccolti sul campo di entrambi gli anni in una serra presso i giardini botanici Matthaei della UM. Quando i fiori sbocciavano, vari tratti floreali venivano misurati con calibri digitali.
Le misurazioni hanno mostrato che le corolle dell'ipomea sono diventate significativamente più larghe durante l'intervallo di nove anni: 4.5 centimetri (1.8 pollici) di diametro nel 2003 e 4.8 centimetri (1.9 pollici) nel 2012, e il cambiamento nella larghezza della corolla è stato maggiore nelle popolazioni a latitudini più settentrionali. . I petali di un fiore sono conosciuti collettivamente come corolla.
Lo studio ha anche rivelato uno spostamento verso tempi di fioritura più anticipati tra il 2003 e il 2012, guidato principalmente dalle popolazioni alle latitudini più settentrionali. L'inizio della fioritura è avvenuto in media quattro giorni prima per le piante nate dai semi raccolti nel 2012.
È interessante notare che i ricercatori hanno anche osservato nel tempo una tendenza influenzata dalla latitudine verso maggiori investimenti in ricompense floreali (polline e nettare). In media, i fiori dell’ipomea cresciuti dai semi raccolti nel 2012 hanno prodotto più granuli di polline e più saccarosio nettare rispetto ai fiori dei semi raccolti nel 2003.
Tuttavia, le analisi del polline e del nettare hanno coinvolto solo quattro popolazioni di piante di ipomea. A causa del basso numero di popolazioni esaminate, i risultati delle ricompense floreali non sono stati inclusi in un test statistico per cercare prove che nelle piante si stia verificando un adattamento attraverso la selezione naturale.
“Tuttavia, sembra probabile che vi sia un aumento temporale degli investimenti nell’attrazione degli impollinatori e che questo risultato sia guidato dalle popolazioni alle latitudini settentrionali”, ha affermato l’autrice senior dello studio Regina Baucom, professoressa associata presso il Dipartimento di Ecologia e Biologia Evoluzionistica dell’UM.
Lo studio non ha trovato prove che le convolvoli stiano aumentando la velocità con cui si autoimpollinano. Le prove di alcuni studi precedenti indicavano un aumento del “selfing” come possibile risposta a cambiamento climatico e/o il declino degli impollinatori associato al cambiamento dell’uso del suolo.
“Questo è il primo articolo a utilizzare l’approccio della resurrezione per esaminare il potenziale che i tratti responsabili delle interazioni pianta-impollinatore possano evolversi nel tempo, in concomitanza con la diminuzione dell’abbondanza degli impollinatori e i drammatici cambiamenti ambientali dovuti al cambiamento del clima e dei regimi di utilizzo del territorio”, Vescovo ha detto.
Quindici popolazioni di ipomea sono state incluse nell'esperimento di resurrezione esaminando i cambiamenti nella morfologia floreale. Nello studio sulla fioritura primaverile anticipata sono state incluse 2,836 popolazioni. In totale, sono stati misurati 456 fiori da XNUMX piante.