Come le piante di lino e i loro impollinatori promuovono la diversità negli ecosistemi mediterranei
La biodiversità rappresenta la capacità della vita di adattarsi ed evolversi in mezzo ai cambiamenti globali. Un fattore chiave della biodiversità è l’evoluzione degli organismi sotto la selezione naturale esercitata da altri organismi. Questa dinamica è esemplificata dal rapporto tra i fiori e i loro impollinatori. L’elemento centrale di questa interazione è la corrispondenza tra le parti riproduttive delle angiosperme e la forma e le dimensioni dei loro impollinatori, che contribuisce al successo dell’interazione. In uno studio volto a dimostrare come le caratteristiche riproduttive dei fiori e degli organismi impollinatori lavorino insieme per sostenere la biodiversità negli ecosistemi di tipo mediterraneo, il progetto FLAXMATE ha utilizzato come modello il lino, data la sua notevole diversità all’interno di questi ambienti. Il progetto è stato finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie.
Nuove conoscenze su ciò che determina le interazioni tra gli impollinatori e favorisce l’impollinazione incrociata
Un ampio lavoro sul campo in Sudafrica e in Europa ha permesso ai ricercatori di identificare le specie di impollinatori associate alle piante di lino. «I nostri risultati hanno rivelato che il sistema di impollinazione di una specie influenza in modo significativo l’evoluzione del suo fenotipo di accoppiamento», afferma Juan Arroyo, coordinatore del progetto. Su scala più ampia, nelle angiosperme, analisi simili hanno dimostrato che l’eterostilia, e i relativi polimorfismi della lunghezza dello stilo - in cui i fiori hanno altezze reciproche degli organi riproduttivi maschili (stami) e femminili (pistillo) per favorire l’impollinazione incrociata - è legata a specifici tratti floreali e comportamenti degli impollinatori. «Questi elementi lavorano insieme per migliorare il trasferimento preciso del polline sul corpo dell’impollinatore», osserva il ricercatore. «Attraverso un’analisi comparativa di tutte le angiosperme, abbiamo scoperto che questi polimorfismi floreali sono molto più diffusi nelle angiosperme di quanto avessero dimostrato gli studi precedenti. Questi risultati convalidano anche l’ipotesi darwiniana che gli impollinatori siano abili nell’interagire con specifiche variazioni dello stelo (differenze nelle strutture riproduttive del fiore), che aumentano l’efficienza dell’impollinazione incrociata», aggiunge.
Nuovi indizi sui meccanismi di impollinazione in gioco
Le scoperte precedenti sul comportamento degli impollinatori nelle angiosperme implicano anche che la struttura e i tratti del fiore influenzati dall’eterostilia determinano il modo in cui il polline viene depositato su parti specifiche del corpo dell’impollinatore. In questo modo si massimizza la possibilità che il polline venga effettivamente trasferito a un altro fiore della stessa specie, migliorando l’efficienza dell’impollinazione incrociata. Per comprendere meglio l’interazione tra il lino e i suoi impollinatori, il team ha condotto esperimenti utilizzando i punti quantici come etichette per il polline. Questi esperimenti hanno dimostrato che i grani di polline si depositano su parti specifiche del corpo degli impollinatori, corrispondenti ai fenotipi di accoppiamento dei fiori. Sono state inoltre elaborate nuove misure quantitative per valutare l’accuratezza dell’impollinazione tra popolazioni con diversi fenotipi di accoppiamento.
Indagine su ciò che determina la diversità e l’evoluzione del lino
Le analisi comparative hanno anche dimostrato che i sistemi di impollinazione influenzano fortemente l’evoluzione dei tratti di accoppiamento, ma questi tratti non influiscono direttamente sulla diversità del clado(si apre in una nuova finestra) del lino. Per approfondire la comprensione della diversità floreale, i ricercatori hanno condotto analisi morfometriche geometriche per valutare quantitativamente i fenotipi di accoppiamento nelle specie di lino. È stata inoltre sviluppata una filogenesi HybSeq(si apre in una nuova finestra) per il lino giallo, utilizzando la raccolta simultanea di dati di geni nucleari a bassa copiatura e di target genomici ad alta copiatura. Questo approccio ha fatto progredire gli studi filo-genomici, offrendo approfondimenti sulle relazioni evolutive. I ricercatori hanno studiato le cause che portano i polimorfismi dello stilo a evolversi ripetutamente nelle specie di lino, un tratto chiave che modella i loro sistemi di accoppiamento. Il team ha anche esaminato come la distribuzione geografica influisca sui tassi di diversificazione dei lignaggi di lino. «La nostra ricerca ha fornito spunti per affrontare il declino e il cambiamento in atto nelle popolazioni di impollinatori e per definire le politiche ambientali europee. Inoltre, poiché il bacino del Mediterraneo ospita la maggior parte delle specie di lino, i risultati sui sistemi di riproduzione e di accoppiamento offrono strumenti preziosi per i futuri programmi di riproduzione delle colture», conclude l’autore.
