Il tempismo dei fiori e degli colibrì
Come i tempi di fioritura dei fiori si allineano con la migrazione dei colibrì.
Patrick F McKenzie, A. E. Berardi, R. Hopkins
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Indice
- Sindromi di Impollinazione
- Scienza della Comunità e Raccolta Dati
- Colore dei Fiori e Impollinazione
- Momento di Fioritura come Tratto
- Il Colibrì dalla gola rubino
- Analisi Dati
- Osservazioni in Nord America
- Il Ritardo nel Momento di Fioritura
- Associazioni con i Pollinatori
- Conclusione
- Fonte originale
- Link di riferimento
I fiori si sono evoluti con vari tratti per attrarre i pollinatori, portando a una vasta gamma di specie in natura. Il modo in cui i fiori sono cambiati nel tempo per piacere a diversi pollinatori è una parte cruciale di questa strategia di sopravvivenza. Questo processo di evoluzione è influenzato da quali pollinatori sono disponibili e come interagiscono con i fiori. Per esempio, certi colori, forme e profumi dei fiori attirano tipi specifici di pollinatori come api, farfalle o colibrì.
Studi recenti mostrano che i fiori non riguardano solo il loro aspetto. Il momento in cui sbocciano, noto come fenomenologia della fioritura, può essere importante. Questo articolo esplora come il momento di fioritura dei fiori rossi e arancioni, che sono comunemente visitati dai colibrì, possa essere collegato alla loro impollinazione.
Sindromi di Impollinazione
Fiori diversi attraggono pollinatori diversi in base alle loro caratteristiche, chiamate sindromi di impollinazione. Per esempio:
- Fiori impollinati dal vento di solito hanno design semplici e meno colorati dato che non hanno bisogno di attrarre animali.
- Fiori impollinati da api e farfalle sono spesso brillanti, con tanto polline e nettare.
- Fiori impollinati da mosche possono sembrare meno attraenti e possono persino imitare l'odore di decomposizione.
- Fiori impollinati dai colibrì sono rossi o arancioni e spesso tubolari, fornendo tanto nettare per nutrire questi uccelli.
Anche se queste caratteristiche ci aiutano a capire come fiori e pollinatori si siano evoluti insieme, c'è ancora molto da imparare. Raccogliere dati affidabili sulle piante fiorite è fondamentale per i ricercatori per approfondire le loro conoscenze.
Scienza della Comunità e Raccolta Dati
I progetti di scienza della comunità, dove le persone comuni aiutano a raccogliere dati sulla natura, hanno recentemente prodotto enormi quantità di informazioni sulle piante fiorite. Una piattaforma del genere è iNaturalist, che consente agli utenti di documentare la diversità delle piante. Tuttavia, molti di questi dati mancano dell'organizzazione e dei dettagli necessari per la ricerca scientifica.
Per esempio, alcune osservazioni delle piante fiorite potrebbero non avere identificazioni di specie accurate. Nonostante ciò, questi ampi dataset di scienza della comunità sono preziosi e offrono un'opportunità per i ricercatori di migliorare la loro comprensione delle piante fiorite e dell'impollinazione.
Colore dei Fiori e Impollinazione
Il colore dei fiori è uno dei tratti più visibili che può aiutare i ricercatori a identificare le sindromi di impollinazione. Certi colori sono spesso collegati a specifici pollinatori:
- Fiori gialli tendono ad attrarre una varietà di pollinatori.
- Fiori blu sono preferiti dalle api.
- Fiori bianchi spesso fioriscono di notte per attrarre pollinatori notturni come i pipistrelli.
I colibrì sono attratti dai fiori rossi e arancioni perché possono vedere bene questi colori, mentre molti insetti no. Questa differenza nella visione guida la relazione tra il colore dei fiori e i tipi di pollinatori che li visitano.
Momento di Fioritura come Tratto
Anche se il colore dei fiori viene spesso studiato, il momento di fioritura di solito viene trascurato nelle discussioni sulle sindromi di impollinazione. Alcuni studi suggeriscono che il momento della fioritura può influenzare quali fiori sono disponibili per quali pollinatori. Per esempio, i fiori nell'Artico tendono verso il bianco e il giallo, adatti ai pollinatori che prosperano in quelle condizioni.
Tuttavia, non è chiaro quanto sia diffusa la relazione tra il momento di fioritura e le strategie di impollinazione. Questo articolo chiederà se il momento di fioritura è particolarmente significativo per i fiori rossi e arancioni, che sono collegati alla disponibilità dei colibrì.
Il Colibrì dalla gola rubino
Il colibrì dalla gola rubino è un uccello familiare trovato nella parte orientale degli Stati Uniti. Migra dall'America centrale verso gli Stati Uniti ogni primavera, arrivando tra marzo e maggio, e poi torna alla fine dell'estate. A causa dei loro modelli migratori, questi uccelli possono influenzare il momento in cui fioriscono i fiori rossi e arancioni nel'est degli Stati Uniti.
Questo articolo ipotizza che i fiori rossi e arancioni possano sbocciare più tardi nel'est degli Stati Uniti rispetto ad altri colori, poiché coincidono con l'arrivo dei colibrì. Nelle regioni dove i colibrì sono presenti tutto l'anno, come la costa occidentale, potremmo non vedere gli stessi schemi.
Analisi Dati
Per esplorare questo, i ricercatori hanno creato un ampio dataset da osservazioni di scienza della comunità, concentrandosi sul colore dei fiori e sui tempi di fioritura. Utilizzando la tecnologia di riconoscimento delle immagini per valutare i colori dei fiori, hanno compilato un database che supera i precedenti per dimensioni e dettagli.
Con questi dati, hanno esaminato come i tempi di fioritura dei fiori rossi e arancioni si confrontassero con altri colori. Hanno scoperto che nel'est degli Stati Uniti, questi fiori fioriscono significativamente più tardi in primavera, allineandosi strettamente con l'arrivo dei colibrì.
Osservazioni in Nord America
Il dataset compilato ha mostrato che quasi metà delle piante fiorite in Nord America sono bianche o gialle. I fiori rossi costituivano una piccola frazione del totale. Con il progredire della primavera, il numero di osservazioni di fiori è aumentato, particolarmente nelle aree settentrionali. I dati hanno anche rivelato che i colibrì erano notevolmente assenti nelle prime settimane dell'anno.
All'inizio della primavera, i fiori rossi e arancioni erano meno numerosi. Tuttavia, quando i colibrì sono tornati a fine primavera, la presenza di fiori rossi e arancioni è aumentata. Questo schema supporta l'idea che il momento della fioritura per questi colori sia legato al movimento stagionale dei colibrì.
Il Ritardo nel Momento di Fioritura
L'analisi ha indicato che le piante fiorite rosse e arancioni hanno iniziato a fiorire 20-50 giorni dopo rispetto agli altri colori nel'est degli Stati Uniti. Questo ritardo era coerente con i modelli migratori dei colibrì. Questa scoperta suggerisce che la disponibilità dei colibrì è essenziale per il momento della fioritura in questi colori di fiori.
Confrontando i tempi di fioritura dei fiori rossi e bianchi, i ricercatori hanno notato che i fiori bianchi tendono a fiorire prima nella stagione. Questo schema di fioritura anticipata supporta la disponibilità dei pollinatori, dato che le bombi, che sono generalmente attive prima in primavera, preferiscono i fiori bianchi.
Al contrario, i fiori rossi sembravano rimanere indietro, iniziando ad apparire solo quando i colibrì tornavano. Questo ritardo era evidente attraverso varie analisi che confrontavano i modelli di fioritura in diverse regioni.
Associazioni con i Pollinatori
La connessione tra la fioritura di fiori di colori diversi e i loro pollinatori associati ha dipinto un quadro più chiaro del tempo in natura. L'overlap tra quando i colibrì apparivano e quando i fiori rossi sbocciavano era netto. Nel frattempo, le bombi raggiunsero il picco prima, proprio quando i fiori bianchi iniziarono a emergere.
Questi schemi confermano che i fiori rossi sono significativamente influenzati dalla presenza dei colibrì poiché sono pollinatori specializzati. In contrasto, i fiori bianchi, che attraggono le bombi, non sono soggetti agli stessi vincoli migratori.
Conclusione
La ricerca conclude che il momento di fioritura dovrebbe essere considerato un tratto importante per comprendere le sindromi di impollinazione, in particolare nelle regioni dove migrano i colibrì. I risultati indicano che i fiori rossi e arancioni fioriscono più tardi, allineandosi con il ritorno dei colibrì, mentre altri colori hanno orari di fioritura diversi basati sulla disponibilità di vari pollinatori.
Esaminando queste relazioni e migliorando i metodi di raccolta dati, gli scienziati possono apprezzare meglio le interdipendenze tra fiori e pollinatori.
In futuro, i ricercatori possono espandere questo lavoro esplorando altri fattori che influenzano i tempi di fioritura e i comportamenti dei pollinatori, aiutandoci a capire di più su come le piante e gli animali si adattano a ambienti in cambiamento.
Titolo: A massive community-science dataset reveals convergent evolution of delayed flowering phenology in North American red-flowering plants
Estratto: The radiation of angiosperms is marked by a phenomenal diversity of floral size, shape, color, scent, and reward. Through hundreds of years of documentation and quantification, scientists have sought to make sense of this variation by defining pollination syndromes. These syndromes are the convergent evolution of common suits of floral traits across distantly related species that have evolved by selection to optimize pollination strategies. The availability of community-science datasets provides an opportunity to develop new tools and to examine new traits that may help further characterize broad patterns of flowering plant diversity. Here we test the hypothesis that flowering phenology can also be a pollination syndrome trait. We generate a novel flower color dataset by using GPT-4 with Vision (GPT-4V) to assign flower color to 11,729 North American species. We map these colors to 1,674,908 community-scientist observations of flowering plants to investigate patterns of phenology. We demonstrate constrained flowering time in the eastern United States for plants with red or orange flowers relative to plants with flowers of other colors. Red-and orange-colored flowers are often characteristic of the "hummingbird" pollination syndrome; importantly, the onset of red and orange flowers corresponds to the arrival of migratory hummingbirds. Our results suggest that the hummingbird pollination syndrome can include flowering phenology and reveal an opportunity to expand the suite of traits included in pollination syndromes. Our methods demonstrate an effective pipeline for leveraging enormous amounts of community science data by using artificial intelligence to extract information about patterns of trait variation.
Autori: Patrick F McKenzie, A. E. Berardi, R. Hopkins
Ultimo aggiornamento: 2024-10-22 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.25.614826
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.25.614826.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
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