En deportes, a veces un jugador tiene que tomar uno para el equipo. Lo mismo parece ser cierto en el mundo vegetal, donde el crecimiento individual reducido puede beneficiar a la comunidad en general.

Los hallazgos de Paul Glaum de la Universidad de Michigan y André Kessler de la Universidad de Cornell ayudan a explicar la persistencia de algunas comunidades de plantas cuando la teoría predice que deberían extinguirse. El trabajo está programado para su publicación el 11 de diciembre en Comunicaciones de la naturaleza .

"Observamos cómo las señales de defensa química de las plantas, destinado a disuadir a los herbívoros, también puede disuadir a los polinizadores, "dijo Glaum, estudiante de doctorado en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la U-M. "El resultado sorprendente del modelo es que, si bien esto puede provocar pérdidas de aptitud para las personas, los efectos sobre la población pueden ser positivos para los polinizadores y las plantas en algunas circunstancias ".

Algunas plantas, incluidas las especies de tomates silvestres utilizadas en este estudio, producen compuestos químicos para repeler insectos y otros herbívoros hambrientos. Pero esas mismas defensas químicas pueden reducir el número de visitas a la planta de polinizadores como las abejas, lo que resulta en una menor polinización de plantas individuales y una disminución del crecimiento.

"Los biólogos se han preguntado cómo se puede mantener un mecanismo de defensa tan costoso en estas poblaciones de plantas, "Dijo Glaum." ¿Cómo podría persistir una población de plantas con tal estrategia? "

Glaum y Kessler desarrollaron un modelo informático que muestra que la disminución del crecimiento de plantas individuales puede beneficiar a las poblaciones en general y la resiliencia de la comunidad al controlar indirectamente el crecimiento de la población de herbívoros. Los resultados introducen mecanismos de persistencia en comunidades que anteriormente se consideraban propensas a la extinción en modelos teóricos.

Los tomates y otras plantas producen sustancias químicas repelentes llamadas compuestos orgánicos volátiles en respuesta a los ataques de herbívoros. La presencia de los llamados compuestos orgánicos volátiles inducidos por herbívoros puede hacer que la planta sea menos atractiva para los polinizadores. que puede reducir la deposición de polen y afectar negativamente a las plantas individuales, un efecto conocido como limitación de polinizadores inducida por herbívoros.

Los estudios de modelos anteriores han analizado los efectos directos de la herbivoría en una comunidad de tres especies:planta con flores, polinizador y herbívoro. Algunos de esos estudios predijeron extinciones porque el crecimiento de las poblaciones de herbívoros reduciría la cantidad de plantas, limitar los recursos disponibles para los polinizadores. En respuesta, la población de polinizadores disminuiría, Reducir la reproducción de las plantas.

Una espiral descendente.

Pero Glaum y Kessler llegaron a una conclusión diferente cuando incluyeron la limitación de polinizadores inducida por herbívoros (HIPL) en su modelo, lo que les permitió examinar más amplio, efectos más indirectos de la herbivoría sobre la persistencia de la población de plantas y la dinámica de la comunidad.

"Demostramos que la inclusión de mecanismos como HIPL en modelos genera el potencial de efectos inesperados a nivel de población y comunidad que pueden reducir la tendencia a la extinción y, de hecho, apoyar la persistencia de la comunidad, " ellos escribieron.

El estudio de modelado sugiere que la liberación inducida por herbívoros de compuestos químicos protectores limita el crecimiento de la población tanto del polinizador como de la planta con flores. restringiendo así temporal e indirectamente el crecimiento de poblaciones de herbívoros y previniendo la extinción.

Glaum y Kessler generaron el modelo utilizando datos de una serie de experimentos de campo en la vertiente del Pacífico de los Andes peruanos realizados por Kessler y sus colaboradores utilizando la especie de tomate silvestre Solanum peruvianum. Esta planta está sujeta a los ataques de un conjunto diverso de insectos herbívoros y es polinizada por abejas silvestres.

Los investigadores midieron tanto la liberación de compuestos orgánicos volátiles inducidos por herbívoros (HI-VOC) por las plantas de tomate silvestres como las visitas de los polinizadores a diferentes niveles de herbivoría para determinar cómo cambia la polinización de las abejas en función de la cantidad de herbivoría experimentada por una planta.

En el campo, Se encontró que la herbivoría de las plantas de tomate reduce significativamente las visitas de los polinizadores debido a la liberación de HI-VOC. Sin embargo, el estudio de modelado mostró que la relación mutuamente beneficiosa entre la planta de tomate en flor y sus abejas polinizadoras, así como el sistema en general, puede persistir a través de tasas de herbivoría más altas de lo que los investigadores habían creído anteriormente.

El trabajo fue apoyado parcialmente por el Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura, Departamento de Agricultura de EE. UU., Subvención multiestatal según NE-1501, otorgado al Kessler Lab.