MARIPOSA-FALCÃO TEM UM SEGUNDO “NARIZ” PARA AVALIAR FLORES.

Flores sem cheiro produzem menos sementes, embora elas sejam visitadas tão frequentemente pelos polinizadores, como são as flores que emitem algum perfume. Cientistas do Instituto Max Planck de Ecologia Química em Jena, Alemanha, fizeram esta observação surpreendente, quando estudaram as plantas de tabaco que foram silenciadas em sua capacidade de produzir voláteis florais. Os pesquisadores mostraram que o aroma floral é crucial para a polinização bem sucedida: mariposas-falcão Manduca sexta, são os polinizadores mais importantes na vida selvagem de espécies de tabaco Nicotiana attenuata, e usam suas espirotrombas para sentir os voláteis florais quando visitam flores. Os neurônios olfativos envolvidos na percepção destes produtos voláteis foram agora descobertos estar localizados sobre a tromba da Manduca. Somente quando voláteis florais são produzidas fazem as mariposas ficar tempo suficiente para sugar o néctar e entregar pólen suficiente de suas espirotrombas para polinizar com sucesso outras flores. Estes resultados foram agora publicados na revista eLife (eLife, maio de 2016, DOI: 10,7554 / eLife.15039).

A sexta Manduca visitas traça as flores de Nicotiana attenuata, uma espécie de tabaco selvagens. As mariposas noturnas são atraídos pelos voláteis florais, mas também visitar flores sem perfume. Crédito: Danny Kessler / Instituto Max Planck de Ecologia Química.

A Manduca sexta visita flores de Nicotiana attenuata, uma espécie de tabaco selvagem. As mariposas noturnas são atraídas pelos florais voláteis, mas também visita flores sem perfume. Crédito: Danny Kessler / Instituto Max Planck de Ecologia Química.

Flores que não emitem um perfume também são visitados por traças de falcão.

Até agora, os cientistas pensavam que as flores que não produziam substâncias voláteis florais eram invisíveis aos polinizadores noturnos, como as mariposas-falcão. Tais “flores enganosas” podem se beneficiar de vizinhos, flores aromatizantes. Estudos de aptidão de plantas têm confirmado que as flores aromatizantes produzem significativamente mais sementes do que as flores não-aromatizantes. Em experiências em tendas semi-naturais com plantas das espécies de tabaco selvagem Nicotiana attenuata, Danny Kessler e Felipe Yon juntamente com os seus colegas do Departamento de Ecologia Molecular foram surpreendidos quando observaram que as flores não-aromatizantes foram visitadas por mariposas-falcão (Manduca sexta) tantas vezes quantas foram as flores aromatizadas. No entanto, aquelas sem cheiro tiveram menos sementes, então a questão é porque este é o caso. Qual o papel que os polinizadores tem, especialmente no que diz respeito à sua capacidade de perceber odores de flores? Os ecologistas pediram a seus colegas para ajudar: Markus Knaden e Alexander Haverkamp do Departamento de Neuroetologia Evolucionária, que estudam o comportamento guiado por odor em insetos.

Ensaios comportamentais com mariposas-falcão no tabaco

Os cientistas comportamentais já tinham adquirido experiência em ensaios comportamentais com mariposas. Para este problema particular da pesquisa eles desenvolveram um chamado experimento com labirinto em Y, um teste de escolha em que um sistema de tubo em forma de Y é usado como uma extensão da corola da flor. O inseto deve decidir qual dos dois finais de tubo que ele vai colocar a sua língua, o chamado tromba. Uma das terminações continha voláteis florais, enquanto que o outro não. O comportamento da mariposa foi gravado em um experimento de túnel de vento. Este teste de escolha revelou que a espirotromba da mariposa permaneceu muito mais tempo na parte da “flor” que cheirava do que na outra parte. Este resultado foi particularmente interessante, porque o conjunto experimental assegurado nas antenas, o “nariz” real da mariposa, foi excluído da fonte de odor. Knaden explica: “Devido ao comprimento da língua, as antenas das mariposas são bastante longas quando as mariposas vão inseri-las na flor. Além disso, elas estão expostas ao vento causado pelas asas agitando, o que torna ainda mais. Difícil de perceber odores emitidos pela flor”. Então, como as mariposas são capazes de cheirar a presença de voláteis florais?

Genes de receptores olfativos ativos na tromba

Usando técnicas de biologia molecular, os cientistas identificaram os genes Manduca sexta que estavam ativos na espirotromba da mariposa. Entre estes genes ativados foram dois receptores olfativos: o co-receptor olfativo ORCO e o IR25a co-receptores ionotrópicos. O gene ORCO foi ativo apenas na ponta da tromba, enquanto que o gene IR25a também era ativo na parte superior do órgão. Esses resultados mostram que a tromba desempenha um papel muito mais importante no olfato do que se pensava.

Ao examinar as imagens de microscopia eletrônica de ponta da espirotromba, os pesquisadores descobriram uma sensillum, um fio de cabelo sensorial até então desconhecida na Manduca sexta. A “Single sensillum gravação”, um método que mede a resposta de pêlos sensoriais individuais para certos odores, revelou que o sensillum da espirotromba responde a voláteis florais. Aparentemente, a mariposas-falcão é capaz de sentir o cheiro floral com a ponta da sua língua, Haverkamp, um dos primeiros autores do estudo, observa este resultado é surpreendente: “Nosso estudo mostra que a função da espirotromba é muito mais complexa do que era se pensava anteriormente. Estudos anteriores indicaram que a tromba da maioria dos insetos só pode detectar categorias gustativas básicas, tais como doce ou amargo. Agora é claro que os insetos também podem sentir o odor dos compostos químicos específicos com a sua língua”.

Plantas emitem voláteis florais para garantir o serviço de ecossistema de seus polinizadores.

Polinizadores, infelizmente, não podem perceber diretamente o quanto o néctar está disponível em uma flor individual. No entanto, o aroma floral é um importante indicador da presença de néctar, pois fornece informações sobre a idade e atividade fisiológica de uma flor, que está fortemente correlacionada com a sua produção de néctar. Assim, mariposas que localizam corretamente voláteis de flores também são mais propensos a escolher flores que contêm néctar suficiente. Do lado da planta, a presença de aroma floral aumenta a aptidão de flores individuais por duas razões: flores perfumando são mais propensas a ser percebidas pelos polinizadores do que as flores não-aromatizantes e voláteis florais aumentam o sucesso dos esforços de forrageamento das mariposas-falcão e, assim, a sua eventual reprodução. Kessler, o líder do estudo, resume os resultados desta maneira: “Os insetos desenvolveram capacidades sensoriais incríveis, a fim de lidar com o seu ambiente de estudos, a ecologia de flores tem subestimado as capacidades de polinizadores por um longo tempo. A evolução das flores está intimamente ligada à evolução dos polinizadores. Ao aprender mais sobre os “carteiros do pólen” nós aprendemos mais sobre a evolução e as funções de plantas e suas características florais”.

Journal Reference.
1. Alexander Haverkamp, Felipe Yon, Ian W Keesey, Christine Mißbach, Christopher Koenig, Bill S Hansson, Ian T Baldwin, Markus Knaden, Danny Kessler.Hawkmoths evaluate scenting flowers with the tip of their proboscis.eLife, 2016; 5 DOI: 10.7554/eLife.15039

Fonte: Science Daily

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