O deserto do Atacama, que se estende por aproximadamente 1.600 km ao longo da costa oeste do cone da América do Sul, é o lugar mais seco da Terra. Algumas estações meteorológicas nunca registraram chuvas ao longo de sua existência. Mas está longe de ser estéril: vivem aqui muitas espécies que não ocorrem em nenhum outro lugar, adaptadas às suas condições extremas.

E aproximadamente a cada 5 a 10 anos, de setembro a meados de novembro, o Atacama abriga uma das vistas mais espetaculares do mundo natural: o "desierto florido" (literalmente "deserto florescente"). Essas florações em massa, uma das quais está ocorrendo atualmente no norte do Atacama após chuvas abundantes no início deste ano, geralmente atraem a atenção da mídia de todo o mundo.

Mas quais mecanismos fisiológicos e evolutivos possibilitam a grande diversidade de cores, formas e padrões visuais das flores durante os desertos floridos? E como os polinizadores – no Atacama, principalmente himenópteros como vespas e abelhas solitárias – para quem essa extravagância visual evoluiu, percebem toda essa variação ?

"Nosso objetivo foi esclarecer os mecanismos ecológicos e evolutivos que causam a diversidade biológica em ambientes extremos como o deserto de Atacama", disse o primeiro autor Dr. Jaime Martínez-Harms, pesquisador do Instituto de Pesquisa Agropecuária de La Cruz, Chile.

"Aqui mostramos que as flores da pussypaw Cistanthe longiscapa, uma espécie representativa de desiertos floridos no deserto de Atacama, são altamente variáveis ??na cor e nos padrões que apresentam aos polinizadores. Essa variabilidade provavelmente resulta de diferentes pigmentos chamados 'betalain' em as pétalas das flores ."

Martínez-Harms e colegas estudaram um evento desierto florido no final de 2021 perto da cidade de Caldera, no norte do Chile. Apesar de ser menor em tamanho do que o evento que está acontecendo atualmente, foi claramente visível aos satélites.

A espécie dominante foi C. longiscapa (família Montiaceae), uma planta anual de até 20 cm de altura, que floresceu em duas manchas distintas com dezenas de km de diâmetro. Essas manchas consistiam em - aos olhos humanos - flores uniformemente roxas e amarelas. Entre eles cresceram numerosas flores intermediárias (ou seja, avermelhadas, rosadas e brancas) da mesma espécie, sugerindo fortemente que os morfos roxos e amarelos são variantes hereditárias que podem cruzar.

Os insetos, com seus olhos compostos e sensibilidades diferentes, veem o mundo de maneira muito diferente da nossa. Por exemplo, a maioria dos himenópteros tem três tipos de fotorreceptores, que são extremamente sensíveis a UV, azul e verde.

Martínez-Harms et al. usaram câmeras sensíveis à luz visível e UV e espectrômetros para medir a reflexão, absorção e transmissão de diferentes comprimentos de onda pelas pétalas de um total de 110 flores de C. longiscapa roxas, amarelas, vermelhas, rosas e brancas. Isso permitiu que eles produzissem imagens compostas dessas variantes vistas por suas muitas espécies de polinizadores.

Os resultados mostram que apenas dentro desta única espécie de planta, a diversidade perceptível aos polinizadores foi maior do que a nós. Por exemplo, os himenópteros, assim como nós, podem distinguir facilmente entre as variantes vermelha, roxa, branca e amarela. Mas eles também podem distinguir entre flores com uma reflexão UV alta versus baixa entre flores amarelas e roxas. Um "padrão olho de boi" UV no coração de algumas flores, que orienta os polinizadores para o néctar e o pólen, é invisível para nós.

Uma exceção são C. longiscapa rosa e avermelhada refletindo UV, que são bastante distintas aos olhos humanos, mas provavelmente parecem semelhantes aos himenópteros.

Essa diversidade visual das flores de C. longiscapa provavelmente se deve principalmente às diferenças entre as betalaínas – pigmentos amarelo, laranja e roxo que são uma característica típica da ordem de plantas Caryophyllales à qual pertencem as pussypaws. As betalaínas não apenas dão cores às flores: elas também protegem da seca, do estresse salino e dos danos causados ??pelos radicais reativos do oxigênio sob estresse ambiental – características altamente benéficas nos desertos.

Os autores levantaram a hipótese de que a diversidade observada dentro das flores de C. longiscapa é impulsionada por diferenças na sensibilidade e preferência por diferentes cores e padrões em muitas espécies de polinizadores: um experimento evolutivo acontecendo agora, que escapa à nossa visão.

"A grande variação na cor da flor dentro de C. longiscapa pode ser explicada se diferentes espécies de insetos polinizadores, através de sua preferência por cores e padrões de flores particulares, podem fazer com que essas variantes se tornem reprodutivamente isoladas de outros indivíduos da mesma espécie de planta. processo pode levar à origem de novas raças ou espécies", disse Martínez-Harms.

"Em nossos próximos estudos, investigaremos a identidade química e as vias de síntese biológica das betalaínas e outros pigmentos florais, bem como sua relação com características como os aromas produzidos pelas flores. Isso deve nos ajudar a entender seu papel na moldando as interações entre as plantas e seus polinizadores, e na tolerância das plantas a estressores bióticos e abióticos sob condições climáticas flutuantes", disse Martínez-Harms.