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La polinización por zumbido o sonicación es una técnica utilizada por algunas abejas, como las abejas solitarias y los abejorros , para liberar polen que está más o menos firmemente retenido por las anteras . [1] Las anteras de las especies de plantas polinizadas por zumbido son típicamente tubulares, con una abertura en un solo extremo, y el polen en el interior es de grano liso y está firmemente adherido. En el caso de plantas autofértiles como los tomates, el viento puede ser suficiente para desprender el polen a través de los poros de la antera y lograr la polinización . Las visitas de las abejas también pueden desprender algo de polen, pero unas pocas especies de insectos que se especializan en la polinización por sonicación o zumbido logran una polinización más eficiente de esas plantas . [2]
Para liberar el polen, las abejas solitarias pueden agarrarse a la flor y mover sus músculos de vuelo rápidamente, lo que hace que la flor y las anteras vibren y desprendan el polen. La polinización que implica vibraciones se denomina polinización por zumbido. Las abejas melíferas no pueden realizar la polinización por zumbido. [2] Aproximadamente el 9% de las flores del mundo se polinizan principalmente mediante polinización por zumbido. [3]
Las plantas que dependen de la polinización por zumbido tienen una forma de antera única en comparación con otras plantas de flora. En las plantas polinizadas por zumbido, este proceso solo puede ocurrir si los polinizadores visitan las flores para extraer polen. Solo unas pocas especies de insectos pueden polinizar estas plantas. La morfología de la flor de las plantas polinizadas por zumbido es diferente a la de otras plantas de flora que no utilizan este tipo de polinización. Las anteras están completamente selladas a excepción de un pequeño poro en la parte superior o tienen ranuras muy pequeñas que se abren a lo largo de los lados. Los poros y ranuras son lo suficientemente pequeños como para que los insectos no puedan ingresar fácilmente a la antera, pero el polen lo suficientemente grande puede salir. Debido a esta forma, a menudo se las conoce como anteras poricidas. Estas anteras poricidas solo pueden liberar polen cuando vibran a una frecuencia específica . [4] Los estigmas de estas flores a menudo se encuentran debajo de las anteras. Esta podría ser una estrategia evolutiva para prevenir la autofecundación , también conocida como autofecundación, al crear distancia entre los estigmas. [4]
Las siguientes plantas se polinizan de manera más eficiente mediante polinización por zumbido:
La evidencia más temprana de ancestros de plantas que utilizan este modo de polinización en el registro fósil se ha datado en el período Cretácico . [8] Además, algunas plantas actuales, como los miembros de la familia Myrtaceae, muestran un espectro de formas de anteras que incluyen anteras poricidas y se cree que se asemejan a algunos aspectos morfológicos de las flores ancestrales polinizadas por zumbido. [8] Como estas plantas han desarrollado estructuras florales complejas, los polinizadores han coevolucionado con estas plantas. [9]
Aunque la polinización resulta de la visita de las abejas a estas flores, esta no es la razón principal por la que visitan plantas con anteras poricidas. El polen contiene una cantidad sustancial de proteínas en comparación con el néctar , el líquido azucarado que la mayoría de las plantas producen como recompensa para sus polinizadores animales. [4] Las abejas comen polen y hacen una pasta con él para alimentar a sus larvas . Luego, la pasta de polen se sella en el nido para crear una reserva para las abejas jóvenes. [4] Las abejas dependen de este recurso para alimentarse; por lo tanto, también dependen de las flores que producen cantidades sustanciales de polen accesible, incluidas las flores con anteras poricidas. Se cree que las abejas de Bombus y Xylocopa polinizan estas flores porque su comportamiento adaptativo les permite extraer fácilmente el polen que está menos disponible para otros insectos. [9] Dado que las abejas tienen una fuente de polen abundante por la que no tienen que competir con otros insectos, es más probable que visiten estas flores. Esto permite que las flores tengan más éxito reproductivo porque las plantas maximizan su dispersión de polen con cada visita de abeja y se pierde menos polen. [9] La relación entre las plantas polinizadas por zumbido y las abejas beneficia a ambos grupos y podría ser la razón por la que las anteras poricidas han tenido éxito evolutivamente. [9] Se han observado relaciones entre polinizadores y flores en Orphium frutescens , un pequeño arbusto que tiene anteras poricidas. Las abejas visitaron estas plantas fuera de la Universidad de Ciudad del Cabo y continuaron visitándolas incluso cuando se había extraído todo el polen. Aunque las abejas no sabían que O. frutescens se beneficiaría de estas visitas múltiples, ya que las plantas continúan produciendo polen durante la temporada de floración.
Los científicos ahora pueden importar polinizadores, como abejorros, donde podría haber escasez de polinizadores. En Nueva Zelanda, la población de plantas de trébol rojo se restableció cuando se importaron abejorros de Europa para ayudar con la polinización. Mantener la población de trébol rojo en Nueva Zelanda en ese momento fue fundamental para la tasa de producción de cultivos del país. Sin embargo, en América del Norte, la industria de abejas melíferas administradas experimentó un declive a principios de la década de 2000 debido al trastorno de colapso de colonias . Esto ha llevado a mayores gastos para los agricultores desde el este hasta la costa oeste de los Estados Unidos y Canadá para ayudar a polinizar almendras, pepinos y ciertas plantas de semillas. [10]
Una de las plantas más comunes que se benefician de la polinización por zumbido es el tomate ( Solanum lycopersicum ). En invernaderos de todo el mundo, se utilizan hasta 50 colonias de abejorros por hectárea durante la temporada de crecimiento, lo que genera un valor aproximado de 13 millones de euros al año para una superficie global de 40.000 hectáreas. Debido a la competencia entre productores y al aumento de la tasa de éxito de la cría, los costos totales de las colonias de abejorros han disminuido drásticamente. Esta práctica común ha llevado a los productores a diversificarse y vender no solo abejorros sino también otros insectos que pueden tener relaciones mutualistas con las plantas. Se ha registrado que el beneficio total de esta industria produce más de 111 millones de euros al año, de los cuales 61 millones de euros provienen solo de los abejorros. [11]
Algunas organizaciones conservacionistas expresaron su preocupación por los posibles impactos ambientales de la introducción de abejorros en todo el mundo para ayudar en la polinización. [12] En Australia, como los abejorros no son autóctonos y Australia tiene una serie de desastres ambientales ampliamente publicitados causados por especies introducidas que escaparon (" especies salvajes "), se están realizando investigaciones para adaptar el uso de la especie nativa australiana Amegilla cingulata (abejas de banda azul) para la misma tarea. [13]
Los tomates cultivados en invernaderos son improductivos sin ayuda para la polinización . Tradicionalmente, la polinización se ha realizado mediante sacudidas con vibradores eléctricos (una marca comercial era "Electric Bee"), sin embargo, se ha descubierto que es más económico en términos de mano de obra y rotura de plantas utilizar abejorros dentro de los invernaderos. En YouTube se puede ver a cultivadores caseros y aficionados utilizando cepillos de dientes eléctricos para polinizar sus flores. [14]
Medios relacionados con la polinización por zumbido en Wikimedia Commons