Las flores pueden “escuchar” a las abejas zumbando y hacer que su néctar sea más dulce

Incluso en los días más tranquilos, el mundo está lleno de sonidos: los pájaros cantando, el viento crujiendo a través de los árboles y los insectos zumbando sobre su negocio. Los oídos de ambos, depredadores y presas, están en sintonía con la presencia del otro.

El sonido es tan elemental para la vida y la supervivencia que llevó a la investigadora de la Universidad de Tel Aviv, Lilach Hadany, a preguntar: ¿Y si no sólo los animales pudieran sentir el sonido y si las plantas también pudieran? Los primeros experimentos para probar esta hipótesis, publicados recientemente en el servidor de preimpresión bioRxiv, sugieren que en al menos un caso, las plantas "pueden oír" y confiere una ventaja evolutiva real.

El equipo de Hadany observó las onagras vespertinas (Oenothera drummondii) y descubrió que, a los pocos minutos de sentir las vibraciones de las alas de las polinizadoras, las plantas aumentaban temporalmente la concentración de azúcar en el néctar de sus flores. En efecto, las flores en sí mismas actuaron como oídos, recogiendo las frecuencias específicas de las alas de las abejas y sintonizando los sonidos irrelevantes como el viento.

El sonido más dulce

Como teórica evolutiva, Hadany dice que su pregunta fue motivada por la realización de que los sonidos son un recurso natural omnipresente, uno que las plantas perderían si no se aprovecharan de él como hacen los animales. Si las plantas tenían una forma de escuchar y responder al sonido, pensó, podría ayudarles a sobrevivir y a transmitir su legado genético.

Dado que la polinización es clave para la reproducción de las plantas, su equipo comenzó investigando flores. La onagra vespertina, que crece en forma silvestre en las playas y en los parques alrededor de Tel Aviv, surgió como una buena candidata, ya que tiene un largo período de floración y produce cantidades mensurables de néctar.

Para probar las onagras en el laboratorio, el equipo de Hadany expuso las plantas a cinco tratamientos de sonido: silencio, grabaciones de una abeja a diez centímetros de distancia y sonidos generados por computadora en frecuencias bajas, intermedias y altas. Las plantas que recibieron el tratamiento silencioso, colocadas bajo frascos de vidrio que bloqueaban las vibraciones, no tuvieron un aumento significativo en la concentración de azúcar en néctar. Lo mismo sucedió con las plantas expuestas a sonidos de alta frecuencia (158 a 160 kilohertz) y de frecuencia intermedia (34 a 35 kilohertz).

Pero para las plantas expuestas a reproducciones de sonidos de abejas (0.2 a 0.5 kilohertz) y sonidos de baja frecuencia similar (0.05 a 1 kilohertz), el análisis final reveló una respuesta inequívoca. A los tres minutos de la exposición a estas grabaciones, la concentración de azúcar en las plantas aumentó en un asombroso 20 por ciento.

Un tratamiento más dulce para los polinizadores, según su teoría, puede atraer más insectos, lo que podría aumentar las posibilidades de una polinización cruzada exitosa. De hecho, en las observaciones de campo, los investigadores encontraron que los polinizadores eran nueve veces más comunes alrededor de las plantas que otro polinizador que había visitado los seis minutos anteriores.

"Nos sorprendimos cuando descubrimos que realmente funcionaba", dice Hadany. "Pero después de repetirlo en otras situaciones, en diferentes estaciones y con plantas cultivadas tanto en interiores como en exteriores, nos sentimos muy seguros con el resultado".

Flores para los oídos

Mientras el equipo pensaba en cómo funciona el sonido, a través de la transmisión e interpretación de las vibraciones, el papel de las flores se volvió aún más intrigante. Aunque las flores varían mucho en forma y tamaño, muchas de ellas son cóncavas o en forma de cuenco. Esto los hace perfectos para recibir y amplificar ondas de sonido, como una antena parabólica.

Para probar los efectos de vibración de cada grupo de prueba de frecuencia de sonido, Hadany y su coautora Marine Veits, estudiante de posgrado en el laboratorio de Hadany, colocan las flores de onagra bajo una máquina llamada vibrómetro láser, que mide los movimientos diminutos. Luego, el equipo comparó las vibraciones de las flores con las de cada uno de los tratamientos de sonido.

"Esta flor específica tiene forma de cuenco, por lo que, hablando acústicamente, tiene sentido que este tipo de estructura vibre y aumente la vibración dentro de sí misma", dice Veits.

Y efectivamente lo hizo, al menos para las frecuencias de los polinizadores. Hadany dice que fue emocionante ver cómo las vibraciones de la flor coinciden con las longitudes de onda de la grabación de la abeja.

"Inmediatamente ves que funciona", dice ella.

Para confirmar que la flor era la estructura responsable, el equipo también realizó pruebas en flores a las que se les había retirado uno o más pétalos. Esas flores no resonaron con ninguno de los sonidos de baja frecuencia.

¿Qué más pueden "escuchar" las plantas?

Hadany reconoce que quedan muchas, muchas preguntas sobre esta nueva capacidad de las plantas para responder al sonido. ¿Algunos "oídos" son mejores para ciertas frecuencias que otros? ¿Y por qué la onagra hace su néctar mucho más dulce cuando se sabe que las abejas son capaces de detectar cambios en la concentración de azúcar tan pequeños como del 1 al 3 por ciento?

Además, ¿podría esta capacidad conferir otras ventajas más allá de la producción de néctar y la polinización? Hadany postula que tal vez las plantas se alertan entre sí al sonido de los herbívoros que se deshacen de sus vecinos. O tal vez pueden generar sonidos que atraigan a los animales involucrados en dispersar las semillas de esa planta.

"Tenemos que tener en cuenta que las flores han evolucionado con los polinizadores durante mucho tiempo", dice Hadany. “Son entidades vivientes, y también necesitan sobrevivir en el mundo. Es importante para ellos poder percibir su entorno, especialmente si no pueden ir a ningún lado".

Este único estudio ha abierto un campo completamente nuevo de investigación científica, que Hadany llama fitoacústica.

Veits quiere saber más sobre los mecanismos subyacentes detrás del fenómeno que observó el equipo de investigación. Por ejemplo, ¿qué procesos moleculares o mecánicos están impulsando la respuesta de vibración y néctar? También espera que el trabajo afirme la idea de que no siempre se necesita un órgano sensorial tradicional para percibir el mundo.

"Algunas personas pueden pensar, ¿cómo pueden [las plantas] oír u oler?" dice Veits. "Me gustaría que la gente entienda que escuchar no es sólo para los oídos".

Richard Karban, experto en interacciones entre plantas y sus plagas en la Universidad de California Davis, tiene sus propias preguntas, en particular, sobre las ventajas evolutivas de las respuestas de las plantas al sonido.

"Es posible que las plantas puedan detectar químicamente a sus vecinos y evaluar si otras plantas a su alrededor son fertilizadas", dice. "No hay evidencia de que cosas como esas estén sucediendo, pero [este estudio] ha dado el primer paso".