Un grupo de investigadores argentinos, brasileños y británicos realizaron una revisión de diferentes estudios publicados e inéditos para distintas regiones del mundo con el objetivo de evaluar la evidencia disponible sobre la relación entre la latitud geográfica y el incremento del rendimiento de soja con presencia activa de polinizadores (Imagen 1) respecto a parcelas con plantas con flores que no recibieron la visita de insectos. El artículo Soybean dependence on biotic pollination decreases with latitude (La dependencia de la soja de la polinización biótica disminuye con la latitud), del que participaron miembros del IMBIV-CONICET-UNC, fue recientemente publicado en la revista científica Agriculture, Ecosystems & Environment.
Se conoce por estudios previos que el rendimiento de la soja disminuye en ausencia de polinizadores, aunque este cultivo puede producir semillas sin la intervención de estos últimos, ya que tiene la capacidad de auto-polinizarse. Asimismo, este cultivo muestra gran variación en la dependencia de polinizadores para producir semillas, ya que se observa de un 0 a un 50% de disminución en el rendimiento del cultivo en ausencia de polinización animal con respecto a las plantas en parcelas expuestas.
Imagen 1. Izquierda: individuo de abeja de la miel (Apis mellifera; fotografía L. Galetto) visitando y polinizando flores de soja para obtener néctar. Derecha: abeja nativa (Halictidae, fotografía J.L. Vesprini) polinizando flores de soja.
¿Por qué resulta interesante estudiar la relación entre la variación en la dependencia de polinizadores de un cultivo para producir semillas y la latitud geográfica?
La identificación de patrones de variación a gran escala espacial en la dependencia de polinizadores en los cultivos es importante tanto desde el punto de vista de la ciencia básica como aplicada. Existe evidencia para plantas silvestres que indica que la variación en la dependencia de polinizadores para producir frutos y semillas puede estructurarse latitudinalmente. Esto podría deberse a que las poblaciones de plantas en latitudes altas están expuestas a mayor inestabilidad ambiental y temperaturas más bajas, en comparación a las que crecen en latitudes medias o bajas. Las condiciones climáticas más extremas pueden afectar disponibilidad de polinizadores y generar en las plantas la expresión de caracteres florales relacionados con estrategias reproductivas que resulten en menor dependencia de la polinización biótica. Sin embargo, aún se desconoce si esta tendencia general con la latitud también podría estar en los cultivos, ya que se trata de plantas domesticadas y seleccionadas por los humanos.
Entonces, nos preguntamos ¿por qué la soja disminuye el rendimiento en ausencia de polinizadores de manera tan variable en distintas regiones del mundo? En este estudio, evaluamos si la variación en la dependencia de los polinizadores en uno de los cultivos más importantes del mundo está relacionada con la latitud debido a cambios climáticos, tal como se conoce para plantas silvestres, a través de una revisión de los trabajos publicados a nivel mundial (28 estudios independientes distribuidos a lo largo de un amplio gradiente de latitudes, desde los 4 hasta los 43 grados). En particular, postulamos que la dependencia de los polinizadores para producir semillas en la soja disminuye hacia latitudes más altas. Es decir, esperábamos encontrar una relación decreciente con la latitud que podría reflejar un aumento en la capacidad de autopolinización, aumentando así el rendimiento en los tratamientos sin polinizadores.
En ausencia de polinizadores, se encontró que el rendimiento de la soja disminuyó en promedio un 30%. Sin embargo, la dependencia de polinizadores en plantas expuestas a los insectos disminuye abruptamente en latitudes altas (Imagen 2), lo que sugiere un aumento relativo en la estrategia de producir semillas autógamas (es decir, sin intervención de los polinizadores).
Imagen 2. A partir de los datos de distintos estudios se observa que la dependencia de polinizadores tiende a disminuir hacia latitudes altas en las plantas de soja con flores expuestas a los polinizadores. A su vez, también se observa que la dependencia de polinizadores no se modifica, aunque se agreguen colmenas de abejas tanto en el lote (centro), como dentro de una parcela con plantas aisladas del entorno (derecha), y por lo tanto tiende a disminuir hacia latitudes altas. Figura tomada del trabajo publicado (de acceso abierto).
Asimismo, la evidencia que proviene de estudios que aumentan la cantidad de polinizadores con colmenas de la abeja de miel en el lote no se relaciona con un aumento en producción de semillas, como sería de esperar si hubiese una dependencia de polinizadores generalizada, independientemente de las latitudes en que se realizaran los experimentos (Imagen 2).
Por lo tanto, la variación latitudinal en la dependencia de polinizadores de la soja para producir semillas podría estar relacionada con los cambios en la temperatura y el fotoperíodo que afectan la expresión de algunos caracteres florales, por ejemplo la cleistogamia (la capacidad de producir flores que no exponen las piezas fértiles en ningún momento de la vida de la flor a los polinizadores y que sin embargo sí producen semillas) y/o andro-esterilidad (flores que exponen las piezas fértiles a los polinizadores pero no producen estambres y/o polen viable). Es decir, los cultivares que se encuentran muy modificados genéticamente por la domesticación podrían expresar respuestas reproductivas frente a un ambiente más impredecible en las latitudes altas, al igual que lo que ha sido documentado para las plantas silvestres.
Las principales conclusiones del trabajo fueron:
- La dependencia de los polinizadores a lo largo de gradientes ambientales se ha estudiado muy poco en cultivos que interaccionan con polinizadores, a pesar de su relevancia agronómica.
- La expresión cambiante de algunos caracteres florales (es decir, la cleistogamia y la andro-esterilidad capaces de presentar plasticidad ambiental) pueden explicar el patrón latitudinal observado en la dependencia de polinizadores por parte de la soja.
- Entender mejor la variación geográfica de los rasgos reproductivos de la soja que determinan la dependencia de los polinizadores puede tener un papel clave en el mejoramiento de los cultivos para distintas regiones geográficas, destacando la importancia de integrar a los polinizadores, la polinización y las respuestas reproductivas de los cultivos.
- Es necesario además tener en cuenta los impactos globales que están causando los humanos (por ejemplo, la crisis climática y la disminución de polinizadores) para los programas de mejoramiento, ya que muchos agricultores y agrónomos suponen que la soja no tiene dependencia de polinizadores, desconsiderando cualquier efecto benéfico de los polinizadores silvestres o abejas melíferas domesticadas para incrementar la producción.
Autor: Leonardo Galetto
Nota: de esta publicación surgió un artículo periodístico en el sitio Bichos de campo: Una revisión de estudios científicos muestra que en ausencia de insectos polinizadores los rindes de la soja pueden caer en promedio un 30%