Simple Science

Ciência de ponta explicada de forma simples

# Biologia# Biologia evolutiva

O Tempo das Flores e dos Beija-Flores

Como os tempos de florescimento das flores se alinham com a migração dos beija-flores.

Patrick F McKenzie, A. E. Berardi, R. Hopkins

― 7 min ler


Flores Florescem comFlores Florescem comPadrões de Beija-florbeija-flores.combinando com a migração dosFlores vermelhas florescem mais tarde,
Índice

As flores evoluíram várias características pra atrair polinizadores, gerando uma diversidade enorme de espécies na natureza. O jeito que as flores mudaram ao longo do tempo pra agradar diferentes polinizadores é uma parte crucial dessa estratégia de sobrevivência. Esse processo evolutivo é influenciado pelo que tá disponível em termos de polinizadores e como eles interagem com as flores. Por exemplo, certas cores, formas e cheiros das flores atraem tipos específicos de polinizadores, como abelhas, borboletas ou beija-flores.

Estudos recentes mostram que flores não são só sobre a aparência. O tempo em que elas florescem, conhecido como fenologia de floração, também pode ser importante. Esse artigo explora como o tempo de floração das flores vermelhas e laranjas, que são frequentemente visitadas por beija-flores, pode estar ligado à polinização.

Síndromes de Polinização

Flores diferentes atraem polinizadores diferentes com base em suas características, conhecidas como síndromes de polinização. Por exemplo:

  • Flores polinizadas pelo vento geralmente têm designs simples e menos coloridos, já que não precisam atrair animalescos.
  • Flores polinizadas por abelhas e borboletas costumam ser bem coloridas, com bastante pólen e néctar.
  • Flores polinizadas por moscas podem parecer menos atraentes e até imitar o cheiro de decomposição.
  • Flores polinizadas por beija-flores são vermelhas ou laranjas e geralmente têm formato tubular, oferecendo muito néctar pra alimentar essas aves.

Enquanto essas características ajudam a entender como flores e polinizadores evoluíram juntos, ainda tem muita coisa pra aprender. Coletar dados confiáveis sobre plantas em flor é crucial pros pesquisadores aprofundarem suas percepções.

Ciência Comunitária e Coleta de Dados

Projetos de ciência comunitária, onde pessoas comuns ajudam a coletar dados sobre a natureza, geraram recentemente uma quantidade imensa de informações sobre plantas em flor. Uma dessas plataformas é o iNaturalist, que permite que os usuários documentem a diversidade das plantas. No entanto, muitos desses dados carecem da organização e detalhes necessários pra pesquisa científica.

Por exemplo, algumas observações de plantas em flor podem não ter identificações precisas das espécies. Apesar disso, esses grandes conjuntos de dados de ciência comunitária são valiosos e oferecem uma chance pros pesquisadores melhorarem sua compreensão sobre plantas em flor e polinização.

Cor das Flores e Polinização

A cor das flores é uma das características mais visíveis que podem ajudar os pesquisadores a identificar síndromes de polinização. Certas cores costumam estar ligadas a polinizadores específicos:

  • Flores amarelas geralmente atraem uma variedade de polinizadores.
  • Flores azuis são preferidas por abelhas.
  • Flores brancas costumam florescer à noite pra atrair polinizadores noturnos, como morcegos.

Beija-flores são atraídos por flores vermelhas e laranjas porque eles conseguem ver bem essas cores, enquanto muitos insetos não conseguem. Essa diferença na visão direciona a relação entre a cor da flor e os tipos de polinizadores que a visitam.

Tempo de Floração como uma Característica

Enquanto a cor das flores é frequentemente estudada, o tempo de floração geralmente é ignorado nas discussões sobre síndromes de polinização. Alguns estudos sugerem que o tempo de floração pode influenciar quais flores estão disponíveis pra quais polinizadores. Por exemplo, flores no Ártico geralmente tendem a ser brancas e amarelas, se adaptando aos polinizadores que prosperam nessas condições.

No entanto, não está claro quão ampla é a relação entre o tempo de floração e as estratégias de polinização. Este artigo vai perguntar se o tempo de floração é particularmente significativo para flores vermelhas e laranjas, que estão ligadas à disponibilidade de beija-flores.

O Beija-flor-de-garganta-rubra

O beija-flor-de-garganta-rubra é um pássaro comum encontrado no leste dos Estados Unidos. Ele migra da América Central pros EUA a cada primavera, chegando por volta de março a maio, e depois retorna no final do verão. Por causa dos seus padrões migratórios, esses pássaros podem impactar o tempo em que flores vermelhas e laranjas florescem no leste dos EUA.

Este artigo hipotetiza que flores vermelhas e laranjas podem florescer mais tarde no leste dos EUA comparadas a outras cores, já que isso coincide com a chegada dos beija-flores. Em regiões onde os beija-flores estão presentes o ano todo, como a costa oeste, pode que a gente não veja esses mesmos padrões.

Análise de Dados

Pra explorar isso, pesquisadores criaram um grande conjunto de dados a partir de observações de ciência comunitária, focando na cor das flores e nos tempos de floração. Usando tecnologia de reconhecimento de imagem pra avaliar as cores das flores, eles compilaram um banco de dados que supera conjuntos de dados anteriores em tamanho e detalhes.

Com esses dados, eles examinaram como os tempos de floração das flores vermelhas e laranjas se comparavam a outras cores. Eles encontraram que no leste dos EUA, essas flores florescem significativamente mais tarde na primavera, alinhando-se de perto com a chegada dos beija-flores.

Observações na América do Norte

O conjunto de dados compilado mostrou que quase metade das plantas em flor na América do Norte são brancas ou amarelas. Flores vermelhas eram uma pequena fração do total. À medida que a primavera avançava, o número de observações de flores aumentava, particularmente nas áreas do norte. Os dados também revelaram que os beija-flores estavam notavelmente ausentes nas primeiras semanas do ano.

No início da primavera, flores vermelhas e laranjas eram menos numerosas. No entanto, conforme os beija-flores retornavam no final da primavera, a presença de flores vermelhas e laranjas aumentava. Esse padrão apoia a ideia de que o tempo de floração dessas cores está ligado ao movimento sazonal dos beija-flores.

O Atraso no Tempo de Floração

A análise indicou que plantas com flores vermelhas e laranjas começaram a florescer de 20 a 50 dias depois de outras cores no leste dos EUA. Esse atraso estava consistente com os padrões migratórios dos beija-flores. Essa descoberta sugere que a disponibilidade de beija-flores é essencial para o tempo de floração nessas cores de flores.

Ao comparar os tempos de floração de flores vermelhas e brancas, os pesquisadores notaram que flores brancas tendem a florescer mais cedo na temporada. Esse padrão de floração antecipada apoia a disponibilidade de polinizadores, já que as abelhas-bombom, que geralmente estão ativas mais cedo na primavera, preferem flores brancas.

Em contrapartida, as flores vermelhas pareciam atrasar, começando a aparecer somente quando os beija-flores retornaram. Esse atraso foi evidente através de várias análises comparando padrões de floração em diferentes regiões.

Associações de Polinizadores

A conexão entre a floração de diferentes cores de flores e seus polinizadores associados pintou um quadro mais claro do tempo da natureza. A sobreposição entre quando os beija-flores apareceram e quando as flores vermelhas floresceram era bem evidente. Enquanto isso, as abelhas-bombom atingiram seu pico mais cedo, justo quando as flores brancas começaram a aparecer.

Esses padrões confirmam que flores vermelhas são significativamente influenciadas pela presença de beija-flores, já que eles são polinizadores especializados. Em contrapartida, flores brancas, que atraem abelhas-bombom, não estão sujeitas às mesmas restrições migratórias.

Conclusão

A pesquisa conclui que o tempo de floração deve ser considerado uma característica importante pra entender as síndromes de polinização, especialmente em regiões onde beija-flores migram. As descobertas indicam que flores vermelhas e laranjas florescem mais tarde, se alinhando com o retorno dos beija-flores, enquanto outras cores têm horários de floração diferentes baseados na disponibilidade de vários polinizadores.

Ao examinar essas relações e aprimorar os métodos de coleta de dados, os cientistas podem apreciar melhor as interdependências entre flores e seus polinizadores.

No futuro, pesquisadores podem expandir esse trabalho explorando outros fatores que influenciam os tempos de floração e os comportamentos dos polinizadores, ajudando a gente a entender mais sobre como plantas e animais se adaptam a ambientes em mudança.

Fonte original

Título: A massive community-science dataset reveals convergent evolution of delayed flowering phenology in North American red-flowering plants

Resumo: 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.

Autores: Patrick F McKenzie, A. E. Berardi, R. Hopkins

Última atualização: 2024-10-22 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: 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

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

Artigos semelhantes