November 11, 2022

Investigación explora la diversidad de colores en el desierto florido desde el ojo humano y de polinizadores

Foto: Oven Pérez-Nates

-Estudio publicado en la revista científica Frontiers in Ecology and Evolution, liderado por Jaime Martínez-Harms del INIA, junto a investigadores del Instituto de Ecología y Biodiversidad, descubre nuevos patrones de colores de la especie Cistanthe longiscapa, también conocida como “pata de guanaco”.

Gracias a las lluvias que cayeron durante este invierno, el Desierto de Atacama se convirtió en un verdadero espectáculo, con múltiples y coloridas flores que crecieron en medio de este particular territorio, el segundo más árido del planeta, después de los ecosistemas polares.

Cada vez que ocurre este esporádico fenómeno, son muchas y variadas las especies que se asoman, entre ellas, Cistanthe longiscapa, la misma que generó gran curiosidad en un grupo de investigadores chilenos, quienes en octubre del 2021, observaron cómo estas flores tenían nuevos y extraños patrones de colores. En un sector al norte de Caldera, esta planta nativa, conocida popularmente como pata de guanaco, había crecido en diferentes parches de flores moradas y amarillas, entre las cuales también había numerosas tonalidades intermedias: rojizas, rosadas y blancas.

Pata de guanaco | Foto: Oven Pérez-Nates

A raíz del hallazgo, los científicos Jaime Martínez-Harms, del Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA, y Pablo Guerrero, investigador del Instituto de Ecología y Biodiversidad (IEB) y de la Universidad de Concepción, estudiaron los mecanismos ecológicos y evolutivos que generaban esta diversidad de colores y patrones visuales en un ambiente extremo como el Desierto de Atacama, y cómo los polinizadores perciben esta variabilidad.

El trabajo, publicado a fines de octubre en la revista científica Frontiers in Ecology and Evolution, también contó con la participación de María José Martínez-Harms, investigadora del IEB, entre otras científicas y científicos chilenos, de los Países Bajos y Nueva Zelanda.

Estudiando la diversidad de colores

“En este lugar cerca de Caldera me llamó la atención que había dos parches de flores separados bien distintivos, uno amarillo y otro rosado, y que en las zonas donde estos se encontraban había mayor abundancia de colores poco comunes en Cistanthe. Ahí surgió la idea de caracterizar los colores de estas flores con una cámara modificada para expandir su sensibilidad y un espectrómetro. Al empezar a evaluar los colores, vimos que además de haber diferencias en el rango de colores visible para los humanos, había otras en el rango ultravioleta. Y eso es muy interesante, porque los polinizadores, generalmente aves e insectos, a diferencia de nosotros sí perciben colores en ese rango del espectro lumínico”, explica Jaime Martínez-Harms.

Pablo Guerrero explica que los polimorfismos en la naturaleza, es decir, las diferencias en las características físicas entre individuos de una misma especie, son la materia prima de la evolución. “La variabilidad dentro de cada especie es una dimensión fundamental de la biodiversidad. Estos polimorfismos en plantas ocurren debido a la interacción con sus polinizadores”, señala el investigador del IEB y de la Universidad de Concepción.

Para entender estas interacciones, la investigación también incorporó un enfoque de ecología de paisaje, a cargo María José Martínez-Harms, directora del Laboratorio de Conservación de Ecosistemas y Bienestar Humano, del IEB. “Mi rol fue abordar esta variabilidad de colores considerando la escala de paisaje, lo que puede repercutir en la resiliencia y capacidad de adaptación de los ecosistemas”, explica la investigadora.

Los investigadores destacan que estos cambios en la coloración dan cuenta de procesos históricos y en ese contexto, aquello que nosotros vemos hoy es el resultado de cambios que pueden haber ocurrido hace decenas, cientos o miles de años, dando origen a morfologías que a veces pueden ser muy especializadas para ciertos polinizadores del desierto florido.

Mirando el desierto como un polinizador

¿Qué resultados obtuvieron a partir de este particular espectáculo visual y los análisis en campo y laboratorio? ¿Cómo los polinizadores, principalmente avispas solitarias y abejas, perciben los colores de las flores de Cistanthe y sus diferencias?

Según advierte el estudio, esta variabilidad de colores en las patas de guanaco, se debe a la generación de diferentes pigmentos en los pétalos de las flores, llamados ‘betalaínas’, los que a su vez son conocidos por otorgar protección a las plantas frente a sequía, estrés salino y otros factores ambientales.

Variantes de flores de Cistanthe longiscapa de diferentes colores vista en el espectro visible para el ojo humano, bajo luz ultravioleta y representadas como las vería una abeja.

Este colorido festival en el desierto es percibido de manera distinta por humanos y polinizadores, ya que estos últimos pueden ver un rango de colores diferente que nosotros.

Para entender esto, el estudio analizó las flores desde la perspectiva de un polinizador, específicamente, la abeja melífera. Las y los científicos consideraron para el estudio la percepción de colores de las abejas, quienes poseen tres tipos de receptores de luz en sus ojos, sensibles en los rangos de luz ultravioleta, azul y verde, respectivamente. Los resultados muestran que estos insectos son capaces de percibir una mayor diversidad de colores en esta especie de planta que los humanos, quienes tenemos receptores sensibles al azul, al verde y al rojo, pero no al ultravioleta.

En el caso de estas flores, los himenópteros, al igual que nosotros, pueden distinguir fácilmente entre variantes rojas, rosadas, blancas y amarillas. Pero también pueden diferenciar entre flores que reflejan luz ultravioleta, de aquellas que poco o nada de UV, variantes presentes en las flores amarillas y rosadas. Asimismo, existe en algunas flores lo que se llama patrón “ojo de buey”, una especie de marca ultravioleta que guía a los polinizadores hacia el néctar y el polen, la cual es invisible para nosotros.

Según comentan los autores, la variación cromática de estas flores, también estaría relacionada con que diferentes insectos polinizadores, a través de su preferencia por flores con patrones de color y forma particulares, impulsarían a que estas variantes se aíslen reproductivamente de otros individuos de la misma especie de planta, proceso que podría dar origen a nuevas razas o incluso especies.

“Creemos que esta variabilidad de colores podría ayudar a asegurar la reproducción de estas plantas, considerando que los eventos de desierto florido son cortos y esporádicos. Esta variabilidad es muy importante porque nos dice que para asegurar la conservación de estas especies es relevante no sólo fijarse en la especie como un todo, sino en proteger cada una de sus variantes”, señala Jaime Martínez-Harms.

Apoyando la conservación

Tanto Pablo Guerrero como María José Martínez, explican que comprender estas interacciones que ocurren en el desierto de Atacama, abordando la percepción y la ecología de manera conjunta, es importante para avanzar no sólo en la generación de conocimiento científico, sino también en la conservación de este ecosistema tan particular.

“El desierto de Atacama es un verdadero laboratorio de investigación sobre nuestra biodiversidad, y por eso la relevancia de desarrollar estos estudios. Es muy interesante comunicar a la sociedad que no todos percibimos el mundo de la misma manera, como ocurre con algunos polinizadores. Es clave destacar que iniciativas como la creación del “Parque Nacional Desierto Florido”, pueden ser muy relevantes para conservar este patrimonio de biodiversidad, que tiene un futuro incierto por los impactos del cambio climático, cambio de uso de suelo, contaminación y otras acciones humanas. Debemos respaldar acciones de conservación de nuestra biodiversidad ya no sólo tiene un valor en sí misma, sino que también es un seguro de vida y de resiliencia para las personas y la naturaleza”, explica María José Martínez.

Pablo Guerrero destaca la relevancia del desierto y su biodiversidad tanto visible como invisible. “La naturaleza aporta numerosos beneficios a las personas. Sin embargo, gran parte de la biodiversidad no siempre es vista por nuestros ojos. Especies nocturnas o que son escasas, pueden permanecer ocultas durante años bajo tierra, en forma de semillas. Por tanto, conservar estos ecosistemas, más allá de lo evidente, tiene un tremendo valor ecológico y social, que deberíamos potenciar aún más a través de la ciencia y diversas iniciativas de educación ambiental”, concluye el científico del IEB.