Polinização





A polinização é a transferência de pólen de uma parte masculina de uma planta para uma parte feminina de uma planta, permitindo a fertilização posterior e a produção de sementes , na maioria das vezes por um animal ou pelo vento . Agentes polinizadores são animais como insetos, pássaros e morcegos; agua; vento; e até mesmo plantas, quando a autopolinização ocorre dentro de uma flor fechada. A polinização geralmente ocorre dentro de uma espécie. Quando ocorre a polinização entre espécies, pode produzir descendentes híbridos na natureza e no trabalho de melhoramento de plantas .

Nas angiospermas , depois que o grão de pólen aterrissou no estigma , ele desenvolve um tubo polínico que reduz o estilo até atingir um ovário . Os espermatozóides do grão de pólen movem-se ao longo do tubo polínico, entram numa célula do óvulo através da micrópole e fertilizam-na, resultando na produção de uma semente.

Um grão de pólen de angiospermas bem sucedido ( gametófito ) contendo os gametas masculinos é transportado para o estigma , onde ele germina e seu tubo polínico reduz o estilo para o ovário. Seus dois gametas viajam pelo tubo até onde o (s) gametófito (s) contendo os gametas femininos são mantidos dentro do carpelo . Um núcleo se funde com os corpos polares para produzir os tecidos do endosperma e o outro com o óvulo para produzir o embrião.  Daí o termo: " fertilização dupla ".

Nas gimnospermas, o óvulo não está contido em um carpelo, mas exposto na superfície de um órgão de suporte dedicado, como a escala de um cone, de modo que a penetração do tecido do carpelo é desnecessária. Os detalhes do processo variam de acordo com a divisão das gimnospermas em questão. Dois modos principais de fertilização são encontrados em gimnospermas. As cicas e o ginkgo têm espermatozóides móveis que nadam diretamente para o ovo dentro do óvulo, enquanto que as coníferas e os gnetófitos têm espermatozóides incapazes de nadar, mas são transportados para o óvulo ao longo de um tubo polínico.

O estudo da polinização reúne muitas disciplinas, como botânica , horticultura , entomologia e ecologia . O processo de polinização como uma interação entre flor e vetor de pólen foi abordado pela primeira vez no século 18 por Christian Konrad Sprengel . É importante na horticultura e agricultura , porque a frutificação é dependente da fertilização: o resultado da polinização. O estudo da polinização por insetos é conhecido como antecologia .

Processo 
A germinação de pólen tem três estágios; hidratação, ativação e emergência do tubo polínico. O grão de pólen é severamente desidratado, de modo que sua massa é reduzida, permitindo que seja mais facilmente transportado de flor para flor. A germinação só ocorre após a reidratação, assegurando que a germinação prematura não ocorra na antera. A hidratação permite que a membrana plasmática do grão de pólen se reforme em sua organização normal de bicamada, fornecendo uma membrana osmótica eficaz. A ativação envolve o desenvolvimento de filamentos de actina em todo o citoplasma da célula, que eventualmente se tornam concentrados no ponto de onde o tubo polínico emergirá. A hidratação e a ativação continuam quando o tubo polínico começa a crescer.

Nas coníferas, as estruturas reprodutivas são suportadas nos cones. Os cones são cones de pólen (macho) ou cones ovulados (fêmea), mas algumas espécies são monóicas e outras dióicas . Um cone de pólen contém centenas de microsporangia carregadas (ou nascidas) de estruturas reprodutivas chamadas esporofilas. Células mãe esporos na microsporângia dividem-se por meiose para formar microsporos haplóides que se desenvolvem ainda mais por duas divisões mitóticas em gametófitos masculinos imaturos (grãos de pólen). As quatro células resultantes consistem em uma grande célula de tubo que forma o tubo polínico, uma célula generativa que produzirá dois espermatozóides por mitose e duas células protálicas que degeneram. Estas células compreendem um microgametófito muito reduzido, que está contido dentro da parede resistente do grão de pólen.

Os grãos de pólen são dispersados ​​pelo vento no cone ovulado feminino, que é composto de muitas escamas sobrepostas (esporofilas e, portanto, megasporofilas), cada uma protegendo dois óvulos, cada um dos quais consiste de um megasporângio (o nucelo) envolto em duas camadas. de tecido, o tegumento e a cúpula, que foram derivados de ramos altamente modificados de gimnospermas ancestrais. Quando um grão de pólen chega perto da ponta de um óvulo, ele é atraído pela micrópola (um poro nos tegumentos que cobrem a ponta do óvulo), muitas vezes por meio de uma gota de líquido conhecida como gota de polinização. O pólen entra em uma câmara de pólen perto do nucelo, e lá ele pode esperar por um ano antes de germinar e formar um tubo polínico que cresce através da parede do megasporângio (= nucelo) onde a fertilização ocorre. Durante este tempo, a célula mãe megásporo se divide por meiose para formar quatro células haploides, das quais três degeneram. O sobrevivente desenvolve-se como um megásporo e divide-se repetidamente para formar um gametófito feminino (saco de ovos) imaturo. Dois ou três archegonia contendo um ovo então se desenvolvem dentro do gametófito. Enquanto isso, na primavera do segundo ano, dois espermatozóides são produzidos pela mitose da célula do corpo do gametófito masculino. O tubo polínico alonga-se e perfura e cresce através da parede do megasporângio e entrega os espermatozóides ao gametófito feminino no interior. A fertilização ocorre quando o núcleo de um dos espermatozóides entra no óvulo no arquegônio do megagametófito. O sobrevivente desenvolve-se como um megásporo e divide-se repetidamente para formar um gametófito feminino (saco de ovos) imaturo. Dois ou três archegonia contendo um ovo então se desenvolvem dentro do gametófito. Enquanto isso, na primavera do segundo ano, dois espermatozóides são produzidos pela mitose da célula do corpo do gametófito masculino. O tubo polínico alonga-se e perfura e cresce através da parede do megasporângio e entrega os espermatozóides ao gametófito feminino no interior. A fertilização ocorre quando o núcleo de um dos espermatozóides entra no óvulo no arquegônio do megagametófito. O sobrevivente desenvolve-se como um megásporo e divide-se repetidamente para formar um gametófito feminino (saco de ovos) imaturo. Dois ou três archegonia contendo um ovo então se desenvolvem dentro do gametófito. Enquanto isso, na primavera do segundo ano, dois espermatozóides são produzidos pela mitose da célula do corpo do gametófito masculino. O tubo polínico alonga-se e perfura e cresce através da parede do megasporângio e entrega os espermatozóides ao gametófito feminino no interior. A fertilização ocorre quando o núcleo de um dos espermatozóides entra no óvulo no arquegônio do megagametófito. O tubo polínico alonga-se e perfura e cresce através da parede do megasporângio e entrega os espermatozóides ao gametófito feminino no interior. A fertilização ocorre quando o núcleo de um dos espermatozóides entra no óvulo no arquegônio do megagametófito. O tubo polínico alonga-se e perfura e cresce através da parede do megasporângio e entrega os espermatozóides ao gametófito feminino no interior. A fertilização ocorre quando o núcleo de um dos espermatozóides entra no óvulo no arquegônio do megagametófito.

Em plantas com flores, as anteras da flor produzem micrósporos por meiose. Estes sofrem mitose para formar gametófitos masculinos, cada um dos quais contém duas células haplóides. Enquanto isso, os óvulos produzem megásporos por meiose, e mais uma divisão destes forma os gametófitos femininos, que são muito fortemente reduzidos, cada um consistindo apenas em algumas poucas células, uma das quais é o ovo. Quando um grão de pólen adere ao estigma de um carpelo, ele germina, desenvolvendo um tubo polínico que cresce através dos tecidos do estilo, entrando no óvulo através da micrópila. Quando o tubo atinge o saco de ovos, dois espermatozóides passam através dele para o gametófito feminino e a fertilização ocorre.

Métodos 
A polinização pode ser biótica ou abiótica. Polinização biótica depende de polinizadores vivos para mover o pólen de uma flor para outra. Polinização abiótica depende de vento, água ou até mesmo chuva. Cerca de 80% das angiospermas dependem da polinização biótica.

Abiótico
A polinização abiótica usa métodos não vivos, como vento e água, para mover o pólen de uma flor para outra. Isso permite que a planta gaste energia diretamente no pólen, em vez de atrair polinizadores com flores e néctar .

Pelo vento 
Cerca de 98% da polinização abiótica é anemofilia , polinização pelo vento. Isso provavelmente surgiu da polinização por insetos, provavelmente devido a mudanças no ambiente ou a disponibilidade de polinizadores. A transferência de pólen é mais eficiente do que se pensava anteriormente; Plantas polinizadas pelo vento se desenvolveram para ter alturas específicas, além de específicas posições florais, estames e estigmas que promovem a dispersão e transferência eficazes de pólen.

Pela água
Polinização por água, hidrofilia , usa água para transportar o pólen, às vezes como anteras inteiras; estes podem viajar através da superfície da água para transportar o pólen seco de uma flor para outra.  Em Vallisneria spiralis , uma flor masculina fechada flutua até a superfície da água e, ao atingir a superfície, se abre e as anteras férteis se projetam para a frente. A flor feminina, também flutuante, tem seu estigma protegido da água, enquanto suas sépalas são levemente deprimidas na água, permitindo que as flores masculinas caiam.


Pela chuva 
A polinização por chuva é usada por uma pequena porcentagem de plantas. A chuva forte desencoraja a polinização por insetos e danifica flores desprotegidas, mas pode dispersar o pólen de plantas adequadamente adaptadas, como Ranunculus flammula , Narthecium ossifragum e Caltha palustris .  Nestas plantas, o excesso de chuva drena permitindo que o pólen flutuante entre em contato com o estigma. Na polinização por chuva em orquídeas, a chuva permite que a antera seja removida, permitindo que o pólen seja exposto. Após a exposição, os pingos de chuva fazem com que o pólen seja atirado para cima, quando o estipe os puxa para trás e depois cai na cavidade do estigma. Assim, para a orquídea Acampe rigidaIsso permite que a planta se autopolinize, o que é útil quando os polinizadores bióticos no ambiente diminuem.

Métodos de comutação 
É possível que uma planta tenha vários métodos de polinização, incluindo polinização biótica e abiótica. A orquídea Oeceoclades maculata usa chuva e borboletas, dependendo de suas condições ambientais.

Biótico

Mais comumente, a polinização envolve polinizadores (também chamados de vetores de pólen): organismos que carregam ou movem os grãos de pólen da antera de uma flor para a parte receptiva do carpelo ou pistilo (estigma) de outra. Entre 100.000 e 200.000 espécies de animais atuam como polinizadores das 250.000 espécies do mundo de plantas com flores.A maioria desses polinizadores são insetos , mas cerca de 1.500 espécies de aves e mamíferos visitam flores e podem transferir o pólen entre elas. Além de pássaros e morcegos que são os visitantes mais freqüentes, estes incluem macacos, lêmures, esquilos, roedores e gambás.

Entomofilia , polinização por insetos , freqüentemente ocorre em plantas que desenvolveram pétalas coloridas e um forte cheiro para atrair insetos, como abelhas, vespas e ocasionalmente formigas ( Hymenoptera ), besouros ( Coleoptera ), mariposas e borboletas ( Lepidoptera ), e moscas ( Diptera ). A existência da polinização por insetos remonta à era dos dinossauros .

Na zoofilia , a polinização é realizada por vertebrados, como pássaros e morcegos , principalmente beija-flores , pássaros-do-sol , caçadores de aranha , honeyeaters e morcegos frugívoros . Ornitofilia ou polinização das aves é a polinização das plantas com flores pelas aves. Poliropterofilia ou polinização por morcegos é a polinização de plantas com flores por morcegos. Plantas adaptadas para usar morcegos ou mariposas como polinizadores normalmente têm pétalas brancas, cheiro forte e flor à noite, enquanto plantas que usam pássaros como polinizadores tendem a produzir copiosos néctares e têm pétalas vermelhas.

Polinizadores de insetos, como as abelhas melíferas ( Apis spp.),  zangões ( Bombus spp.),  e borboletas ( Thymelicus flavus , por exemplo )  foram observados na constância de flores , o que significa eles são mais propensos a transferir o pólen para outras plantas coespecíficas. Isso pode ser benéfico para os polinizadores, já que a constância das flores impede que a perda de pólen durante os voos interespecíficos e os polinizadores obstruam os estigmas com o pólen de outras espécies de flores. Também melhora a probabilidade de que o polinizador encontre flores produtivas facilmente acessíveis e reconhecíveis por pistas familiares.

Algumas flores possuem mecanismos especializados para capturar polinizadores para aumentar a eficácia.  Outras flores atraem os polinizadores pelo odor. Por exemplo, espécies de abelhas como Euglossa cordata são atraídas por orquídeas dessa maneira, e tem sido sugerido que as abelhas ficarão intoxicadas durante essas visitas às orquídeas, que duram até 90 minutos. No entanto, em geral, as plantas que dependem de vetores de pólen tendem a ser adaptadas ao seu tipo particular de vetor, por exemplo, as espécies polinizadas tendem a ser coloridas, mas se forem polinizadas em grande parte por aves ou mamíferos especialistas, elas tendem a ser maiores e têm maiores recompensas de néctar do que espécies estritamente polinizadas por insetos. Eles também tendem a espalhar suas recompensas por períodos mais longos, tendo longas estações de floração; seus polinizadores especializados provavelmente morreriam de fome se a temporada de polinização fosse muito curta.

Quanto aos tipos de polinizadores, os polinizadores de répteis são conhecidos, mas formam uma minoria na maioria das situações ecológicas. Eles são mais freqüentes e mais ecologicamente significativos em sistemas insulares, onde as populações de insetos e às vezes também de aves podem ser instáveis ​​e menos ricas em espécies. A adaptação à falta de comida animal e à pressão de predação pode, portanto, favorecer que os répteis se tornem mais herbívoros e mais inclinados a se alimentarem de pólen e néctar.  A maioria das espécies de lagartos nas famílias que parecem ser significativas na polinização parecem carregar o pólen apenas incidentalmente, especialmente as espécies maiores, como Varanidae e Iguanidae , mas especialmente várias espécies de Gekkonidae.são polinizadores ativos, e assim é pelo menos uma espécie de Lacertidae , Podarcis lilfordi , que poliniza várias espécies, mas em particular é o principal polinizador de Euphorbia dendroides em várias ilhas do Mediterrâneo.

Mamíferos geralmente não são considerados polinizadores, mas alguns roedores, marsupiais e morcegos são polinizadores significativos e alguns até se especializam em tais atividades. Na África do Sul, certas espécies de Protea (em especial Protea humiflora , P. amplexicaulis , P. subulifolia , P. decurrens e P. cordata ) são adaptadas à polinização por roedores (em particular , Mouse Spiny Mouse , Acomys subspinosus )  e musaranhos de elefante. ( Espécie de Elephantulus ). As flores são carregadas perto do chão, são cheirosos, não coloridos, e os pássaros-de-sol rejeitam o néctar com seu alto teor de xilose . Os ratos aparentemente podem digerir a xilose e comem grandes quantidades de pólen. Na Austrália, a polinização por mamíferos voadores, planadores e terrestres foi demonstrada.  Exemplos de vetores de pólen incluem muitas espécies de vespas, que transportam o pólen de muitas espécies de plantas, sendo potenciais ou mesmo eficientes polinizadores.

Mecanismo 

A polinização pode ser realizada por polinização cruzada ou por autopolinização :

A polinização cruzada, também chamada de alogamia , ocorre quando o pólen é liberado do estame de uma flor para o estigma de uma flor em outra planta da mesma espécie.  Plantas adaptadas para polinização cruzada têm vários mecanismos para prevenir a autopolinização; os órgãos reprodutivos podem ser dispostos de tal maneira que a autofertilização é improvável, ou os estames e carpelos podem amadurecer em momentos diferentes.
A autopolinização ocorre quando o pólen de uma flor poliniza a mesma flor ou outras flores do mesmo indivíduo.  Acredita-se que ele tenha evoluído sob condições em que os polinizadores não eram vetores confiáveis ​​para o transporte de pólen e é visto com mais frequência em espécies e plantas anuais de vida curta que colonizam novos locais. A autopolinização pode incluir autogamia , onde o pólen é transferido para a parte feminina da mesma flor; ou geitonogamia , quando o pólen é transferido para outra flor na mesma planta. As plantas adaptadas ao autofecundar frequentemente têm comprimentos semelhantes de estames e carpelos. Plantas que podem se polinizar e produzir descendentes viáveis ​​são chamadas auto-férteis. Plantas que não podem se fertilizar são chamadas de auto-estéreis, uma condição que exige a polinização cruzada para a produção de descendentes.
Cleistogamia : é a autopolinização que ocorre antes da abertura da flor. O pólen é liberado da antera dentro da flor ou o pólen da antera cresce um tubo até o estilo dos óvulos. É um tipo de reprodução sexual, em contraste com os sistemas assexuados, como a apomixia. Algumasflores cleistogâmicas nunca abrem, em contraste com as flores chamogâmicas que se abrem e são polinizadas. As flores cleistogâmicas são necessariamente encontradas em plantas auto-compatíveis ou auto-férteis. Embora certas orquídeas e gramíneas sejam inteiramente cleistogâmicas, outras plantas recorrem a essa estratégia sob condições adversas. Muitas vezes pode haver uma mistura de flores tanto cleistogamous e chasmogamous, às vezes em partes diferentes da planta e às vezes em inflorescências misturadas. O grão moído produz flores cleistogâmicas abaixo do solo e flores cleistogâmicas e chasmogâmicas misturadas acima.

Estima-se que 48,7% das espécies vegetais sejam dióicas ou autoincompatíveis obrigatórias. Estima-se também que cerca de 42% das plantas com flores têm um sistema de reprodução misto na natureza.  No tipo mais comum de sistema de cruzamento misto, as plantas individuais produzem um único tipo de flor e as frutas podem conter autopolinizadas, cruzadas ou uma mistura de tipos de progênie.

A polinização também exige a consideração de polinizadores , as plantas que servem como fonte de pólen para outras plantas. Algumas plantas são auto-compatíveis ( auto-férteis ) e podem polinizar e fertilizar-se. Outras plantas têm barreiras químicas ou físicas à autopolinização .

Na agricultura e no manejo da polinização da horticultura , um bom polenizador é uma planta que fornece pólen e flores compatíveis, viáveis ​​e abundantes ao mesmo tempo que a planta a ser polinizada ou que tem pólen que pode ser armazenado e usado quando necessário para polinizar o desejado flores. A hibridização é polinização efetiva entre flores de diferentes espécies , ou entre diferentes linhagens de reprodução ou populações. veja também Heterose .

Os pêssegos são considerados auto-férteis porque uma cultura comercial pode ser produzida sem polinização cruzada, embora a polinização cruzada geralmente proporcione uma safra melhor. As maçãs são consideradas auto-incompatíveis , porque uma cultura comercial deve ser polinizada. Muitas variedades comerciais de árvores frutíferas são clones enxertados , geneticamente idênticos. Um bloco de pomar de maçãs de uma variedade é geneticamente uma única planta. Muitos produtores consideram isso um erro. Um meio de corrigir esse erro é enxertar um membro de um polinizador apropriado (geralmente uma variedade de crabapple ) a cada seis árvores, aproximadamente.

Coevolução 

O primeiro registro fóssil para polinização abiótica é de plantas semelhantes a samambaias no final do período carbonífero . As gimnospermas mostram evidências de polinização biótica desde o período Triássico . Muitos grãos de pólen fossilizados apresentam características semelhantes ao pólen biologicamente disperso atualmente. Além disso, o conteúdo do intestino, as estruturas das asas e a morfologia bucal dos besouros e moscas fossilizados sugerem que eles agiram como polinizadores precoces. A associação entre besouros e angiospermas durante o início do Cretáceoperíodo levou a radiações paralelas de angiospermas e insetos no final do Cretáceo. A evolução dos nectários em flores do final do Cretáceo assinala o início do mutualismo entre os himenópteros e as angiospermas.

As abelhas são um bom exemplo do mutualismo existente entre os himenópteros e as angiospermas. Flores fornecem abelhas com néctar (uma fonte de energia) e pólen (uma fonte de proteína). Quando as abelhas vão de flor em flor coletando pólen, elas também depositam grãos de pólen nas flores, polinizando-as. Enquanto o pólen e o néctar, na maioria dos casos, são a recompensa mais notável obtida das flores, as abelhas também visitam flores para outros recursos, como óleo, fragrância, resina e até mesmo ceras.  Estima-se que as abelhas são originárias da origem ou diversificação das angiospermas . Além disso, casos de coevoluçãoentre espécies de abelhas e plantas com flores foram ilustradas por adaptações especializadas. Por exemplo, pernas longas são selecionadas em Rediviva neliana , uma abelha que coleta óleo de Diascia capsularis , que têm longos comprimentos de esporão que são selecionados para depositar pólen na abelha coletor de óleo, que por sua vez seleciona pernas ainda mais longas. em R. neliana e novamente mais longo comprimento de estímulo em D. capsularis seleciona-se para, assim, dirigindo continuamente a evolução de cada um.

Na agricultura

O manejo da polinização é um ramo da agricultura que busca proteger e potencializar os polinizadores atuais e, muitas vezes, envolve a cultura e a adição de polinizadores em situações de monocultura , como pomares comerciais de frutas . O maior evento de polinização gerenciado do mundo é em pomares de amêndoas da Califórnia , onde quase metade (cerca de um milhão de colmeias ) das abelhas americanas são transportadas para os pomares de amendoeiras a cada primavera. A colheita de maçã de Nova York requer cerca de 30.000 colmeias; Maine 's mirtiloA cultura utiliza cerca de 50.000 colmeias por ano. A solução dos EUA para a escassez de polinizadores, até agora, tem sido para os apicultores comerciais se tornarem empreiteiros de polinização e migrarem. Assim como as colheitadeiras seguem a colheita do trigo do Texas a Manitoba , os apicultores seguem a floração do sul para o norte, para fornecer polinização para muitas culturas diferentes.

Nos Estados Unidos, as abelhas são levadas para plantações comerciais de pepino , abóbora , melão , morango e muitas outras culturas. As abelhas não são os únicos polinizadores gerenciados: algumas outras espécies de abelhas também são criadas como polinizadores. A abelha cortadeira de alfafa é um importante polinizador para sementes de alfafa no oeste dos Estados Unidos e no Canadá. Os abelhões são cada vez mais criados e usados ​​extensivamente para tomates com efeito de estufa e outras culturas.

A importância ecológica e financeira da polinização natural por insetos para as culturas agrícolas , melhorando sua qualidade e quantidade, torna-se cada vez mais apreciada e tem gerado novas oportunidades financeiras. A proximidade de uma floresta ou pradarias selvagens com polinizadores nativos perto de culturas agrícolas, como maçãs, amêndoas ou café, pode melhorar o seu rendimento em cerca de 20%. Os benefícios dos polinizadores nativos podem resultar em proprietários de florestas exigindo pagamento por sua contribuição nos melhores resultados das culturas - um exemplo simples do valor econômico dos serviços ecológicos. Os agricultores também podem cultivar plantas nativas para promover espécies nativas de polinizadores, como mostradoL. vierecki em Delaware  e L. leucozonium no sudoeste da Virgínia.

O Instituto Americano de Ciências Biológicas relata que a polinização por insetos nativos economiza a economia agrícola dos Estados Unidos quase estimada em US $ 3,1 bilhões anualmente através da produção natural de culturas;  A polinização produz cerca de US $ 40 bilhões em produtos anualmente nos Estados Unidos.

A polinização de culturas alimentares tornou-se uma questão ambiental , devido a duas tendências. A tendência para a monocultura significa que maiores concentrações de polinizadores são necessários em tempo de floração do que nunca, mas a área é de forragem pobre ou até mesmo fatal para as abelhas para o resto da temporada. A outra tendência é o declínio das populações de polinizadores , devido ao uso indevido e uso excessivo de pesticidas , novas doenças e parasitas das abelhas, corte de corte raso , declínio da apicultura, desenvolvimento suburbano , remoção de sebes e outros habitats de fazendas e preocupação pública sobre as abelhas. DifundidoA pulverização aérea de mosquitos devido aos medos do Nilo Ocidental está causando uma aceleração na perda de polinizadores.

Em algumas situações, os agricultores ou horticultores podem ter como objetivo restringir a polinização natural para permitir apenas a reprodução com as plantas dos indivíduos preferidos. Isto pode ser conseguido através do uso de sacos de polinização .

Melhorando a polinização em áreas com densidades de abelhas subótimas
Em alguns casos, a demanda dos produtores por colmeias excede em muito a oferta disponível. O número de colméias administradas nos EUA diminuiu constantemente, de quase 6 milhões, após a Segunda Guerra Mundial, para menos de 2,5 milhões hoje. Em contraste, a área dedicada ao cultivo de culturas polinizadas por abelhas cresceu mais de 300% no mesmo período de tempo. Além disso, nos últimos cinco anos houve um declínio nas colmeias de inverno, que alcançaram uma taxa sem precedentes de perdas de colônias em torno de 30%. Atualmente, há uma enorme demanda por aluguéis de colméias que nem sempre podem ser atendidas. Existe uma necessidade clara, por toda a indústria agrícola, de uma ferramenta de gestão para atrair os polinizadores para os cultivos e encorajá-los a visitar e polinizar preferencialmente a cultura de florescimento. Ao atrair polinizadores como abelhas e aumentar seu comportamento de forrageamento, particularmente no centro de grandes lotes, podemos aumentar os retornos dos produtores e otimizar o rendimento de suas plantações. ISCA Technologies,  de Riverside, Califórnia, criou uma formulação semi-química chamada SPLAT Bloom, que modifica o comportamento das abelhas, incitando-as a visitar as flores em todas as partes do campo.

Impactos ambientais 
A perda de polinizadores, também conhecida como declínio dos polinizadores (dos quais o distúrbio do colapso das colônias é talvez o mais conhecido), foi notada nos últimos anos. Estas perdas de polinizadores causaram uma perturbação nos processos iniciais de regeneração das plantas, tais como dispersão de sementes e, claro, polinização. Os processos iniciais de regeneração de plantas dependem muito das interações planta-animal e, como essas interações são interrompidas, a biodiversidade e o funcionamento do ecossistema são ameaçados.A polinização por animais auxilia na variabilidade genética e diversidade dentro das plantas porque permite cruzamentos em vez de auto-cruzamento. Sem essa diversidade genética, haveria falta de características para a seleção natural atuar para a sobrevivência das espécies de plantas.A dispersão de sementes também é importante para a aptidão das plantas, pois permite que as plantas expandam suas populações. Mais do que isso, ele permite que as plantas escapem de ambientes que mudaram e se tornaram difíceis de serem absorvidos. Todos esses fatores mostram a importância dos polinizadores para as plantas, que são a base para um ecossistema estável. Se apenas algumas espécies de plantas dependessem de polinizadores, o efeito geral não seria tão devastador, no entanto, este não é o caso. Sabe-se que mais de 87,5% das angiospermas , mais de 75% das espécies arbóreas tropicais e 30-40% das espécies arbóreas nas regiões temperadas dependem da polinização e dispersão de sementes.

Possíveis explicações para o declínio dos polinizadores incluem a destruição de habitats , pesticidas , parasitismo / doenças e mudanças climáticas . Também foi descoberto que as formas mais destrutivas de distúrbios humanos são as mudanças no uso da terra, como a fragmentação, a extração seletiva de madeira e a conversão para o habitat da floresta secundária. A defaunação de frugívoros também foi considerada um importante condutor. Essas alterações são especialmente prejudiciais devido à sensibilidade do processo de polinização das plantas. Houve um estudo feito em palmeiras tropicais e os pesquisadores concluíram que a defaunação causou um declínio na dispersão de sementes, o que causa uma diminuição na variabilidade genética nesta espécie. A destruição de habitats, como a fragmentação e a exploração seletiva, removem áreas que são as mais ideais para os diferentes tipos de polinizadores, o que remove os recursos alimentares dos polinizadores, os locais de nidificação e leva ao isolamento das populações.  O efeito dos pesticidas nos polinizadores tem sido debatido devido à dificuldade de se ter certeza de que um único pesticida é a causa e não uma mistura ou outras ameaças.Também não se sabe se a exposição sozinha causa danos, ou se a duração e a potência também são fatores.  No entanto,Os inseticidas têm alguns efeitos negativos, como neonicotinóides que prejudicam as colônias de abelhas. Muitos pesquisadores acreditam que os efeitos sinérgicos desses fatores são prejudiciais para as populações de polinizadores.

Exemplos de polinizadores afetados 
O mais conhecido e compreendido polinizador, as abelhas, tem sido usado como o principal exemplo do declínio dos polinizadores. As abelhas são essenciais na polinização de culturas agrícolas e plantas silvestres e são um dos principais insetos que realizam essa tarefa.  Fora das espécies de abelhas, o mel de abelha ou Apis mellifera foi estudada a mais e nos Estados Unidos, tem havido uma perda de 59% das colónias de 1947 a 2005.  A redução em populações do As abelhas foram atribuídas a pesticidas, culturas geneticamente modificadas, fragmentação, parasitas e doenças que foram introduzidas.Tem havido um foco nos efeitos neonicotinóides nas populações de abelhas. Os inseticidas neonicotinóides têm sido utilizados devido à sua baixa toxicidade em mamíferos, especificidade do alvo, baixas taxas de aplicação e ampla atividade do espectro. No entanto, os inseticidas são capazes de percorrer toda a planta, que inclui o pólen e o néctar. Devido a isso, tem sido demonstrado que afeta o sistema nervoso e as relações entre colônias nas populações de abelhas.

Borboletas também sofreram devido a essas modificações. As borboletas são úteis indicadores ecológicos, uma vez que são sensíveis às mudanças dentro do ambiente, como a estação, a altitude e, acima de tudo, o impacto humano no meio ambiente. As populações de borboletas foram maiores dentro da floresta natural e foram menores em terra aberta. A razão para a diferença na densidade é o fato de que em terra aberta as borboletas estariam expostas a dessecação e predação. Essas regiões abertas são causadas pela destruição do habitat, como a extração de madeira, pastagem de gado e coleta de lenha. Devido a essa destruição, a diversidade de espécies de borboletas pode diminuir e sabe-se que existe uma correlação na diversidade de borboletas e diversidade de plantas.

Segurança alimentar e declínio dos polinizadores 
Além do desequilíbrio do ecossistema causado pelo declínio dos polinizadores, pode comprometer a segurança alimentar. A polinização é necessária para que as plantas continuem suas populações e 3/4 do suprimento mundial de alimentos são plantas que requerem polinizadores. Polinizadores de insetos, como as abelhas, são grandes contribuintes para a produção agrícola, mais de 200 bilhões de dólares em espécies de culturas são polinizadas por esses insetos. Os polinizadores também são essenciais porque melhoram a qualidade das culturas e aumentam a diversidade genética, o que é necessário para produzir frutos com valor nutricional e vários sabores.As culturas que não dependem de animais para a polinização, mas contra o vento ou a autopolinização, como o milho e a batata, duplicaram a produção e compõem uma grande parte da dieta humana, mas não fornecem os micronutrientes necessários.  Os nutrientes essenciais que são necessários na dieta humana estão presentes em plantas que dependem de polinizadores de animais.  Houve problemas em deficiências de vitaminas e minerais e acredita-se que, se as populações de polinizadores continuarem diminuindo, essas deficiências se tornarão ainda mais proeminentes.

A estrutura das redes de polinizadores de plantas 
Os polinizadores selvagens visitam frequentemente um grande número de espécies de plantas e as plantas são visitadas por um grande número de espécies de polinizadores. Todas essas relações juntas formam uma rede de interações entre plantas e polinizadores. Semelhanças surpreendentes foram encontradas na estrutura das redes que consistem nas interações entre plantas e polinizadores. Esta estrutura foi encontrada para ser semelhante em ecossistemas muito diferentes em diferentes continentes, consistindo de espécies totalmente diferentes.

A estrutura das redes de polinizadores de plantas pode ter grandes consequências para a maneira como as comunidades de polinizadores respondem a condições cada vez mais severas. Modelos matemáticos, examinando as consequências desta estrutura de rede para a estabilidade das comunidades de polinizadores sugerem que a forma específica em que são organizadas redes planta-polinizador minimiza concorrência entre os polinizadores  e pode mesmo levar à forte facilitação indireta entre polinizadores quando as condições são duras . Isso significa que as espécies de polinizadores juntas podem sobreviver sob condições adversas. Mas isso também significa que as espécies de polinizadores colapsam simultaneamente quando as condições passam por um ponto crítico. Esse colapso simultâneo ocorre porque as espécies de polinizadores dependem umas das outras quando sobrevivem sob condições difíceis.

Tal colapso em toda a comunidade, envolvendo muitas espécies de polinizadores, pode ocorrer subitamente quando condições cada vez mais severas passam por um ponto crítico e a recuperação de tal colapso pode não ser fácil. A melhoria nas condições necessárias para a recuperação dos polinizadores pode ser substancialmente maior do que a melhoria necessária para retornar às condições em que a comunidade de polinizadores entrou em colapso

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