Más pimientos, por favor: un nuevo estudio analiza el papel de los compuestos del olor en la evolución conjunta de los murciélagos y las plantas de pimiento


Murciélago frugívoro de cola corta, Carolia Castania, Especialista Piper, David Villalobos Chaves

a estudiar Investigadores de la Universidad de Washington y la Universidad de Stony Brook publicaron el 11 de agosto en la revista Proceedings of the Royal Society B sobre cómo evolucionaron los murciélagos y las plantas de pimiento en Mesoamérica para ayudarse mutuamente a sobrevivir.

Equipo – Dirigido por Charlene santana, profesor de biología en la Universidad de Washington y curador de mamíferos en el Museo Burke de Historia Natural y Cultura – se centró en la compleja mezcla de compuestos orgánicos volátiles, o COV, producida por los frutos de las plantas de pimiento del género Piper en primaria madurez. El estudio mostró cómo estos COV pueden haber evolucionado para atraer a los murciélagos frugívoros de cola corta del género Carollia, que se alimentan de los frutos y luego excretan las semillas en el paisaje.

Las interacciones planta-animal han captado el interés de los biólogos durante siglos y son fundamentales para mantener la biodiversidad de los ecosistemas tropicales. La hipótesis del síndrome de dispersión, una explicación de cómo las relaciones mutuamente beneficiosas entre las plantas y los animales que comen frutas pueden conducir a la coevolución, sugiere que cuando los animales son eficientes en la distribución de semillas, pueden elegir los rasgos de la fruta, incluido el tamaño, el color y el aroma. que coincidan con sus habilidades Sensoriales, como la visión y el olfato. Pero pocos estudios han probado esta hipótesis para rasgos tan complejos como los aromas frutales. Esta investigación proporciona una de las primeras pruebas de la evolución de los aromas de frutas impulsados ​​por murciélagos.


Un murciélago frugívoro salvaje de cola corta vivo regresó a la naturaleza después de estudios de dieta y experimentos de preferencia de olor.

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El estudio se basa en datos recopilados durante el trabajo de campo en la Estación Biológica La Selva en Costa Rica. Allí, Piper es muy diversa, con más de 50 especies reconocidas. También es un sitio donde se encuentran tres especies de murciélagos Carollia: C. castanea, C. sowellii y C.

El equipo pasó cientos de horas investigando y recolectando los frutos maduros de Piper para extraer e identificar los compuestos orgánicos volátiles que componen su aroma aromático. También recolectaron muestras fecales de murciélagos vivos y luego las devolvieron a la naturaleza para determinar qué y cuánto Piper comían los murciélagos. Además, los investigadores realizaron experimentos de comportamiento con murciélagos salvajes en los que presentaron opciones de frutas inmaduras mejoradas con los COV más comunes que se encuentran en las plantas de pimiento doméstico. Las cámaras de video y los micrófonos registraron los comportamientos de alimentación de los murciélagos y las llamadas de ecolocalización.

El equipo descubrió que los ramos aromáticos de la fruta Piper eran complejos y variados. Los autores identificaron y cuantificaron 249 COV en los aromas de fruta madura en 22 especies de pimientos. Ciertos compuestos se encuentran en el aroma de la fruta de la mayoría de las especies, como el alfa-cariofileno, que tiene un aroma picante como la canela o el clavo. Otros, como el 2-heptanol, se encuentran solo en unas pocas especies de Piper. Los experimentos dietéticos mostraron que, si bien las tres especies de murciélagos frugívoros de Carolia diferían en su dependencia de Piper como fuente de alimento, todas consumían gran parte de unas pocas especies de Piper y muy poco de muchas otras especies. Sorprendentemente, esto no estaba relacionado con la abundancia de especies de Piper en La Selva, por lo que los murciélagos deben elegir las frutas de Piper en función de otras características y no solo de lo bien que están representadas en el paisaje. Los experimentos de comportamiento del equipo proporcionaron algunas pistas sobre lo que podría estar sucediendo: los murciélagos prefirieron las muestras enriquecidas con 2-heptanol, el compuesto orgánico que se encuentra en los aromas de frutas de las especies de Piper que más comían.

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“Estos hallazgos sugieren que los murciélagos usan sustancias químicas específicas en el aroma de la fruta no solo para seleccionar frutas maduras, sino para encontrar especies específicas de Piper que componen la mayor parte de su dieta”, dijo Santana, coautor principal del estudio. “Al ayudarlos a comunicarse con los murciélagos, es probable que estas señales químicas sean un componente del síndrome de dispersión en estas plantas”.

A través de análisis estadísticos y filogenéticos de datos sobre la química del aroma de la fruta y el sistema de los murciélagos, el equipo demostró además que los patrones evolutivos de la diversidad química y la presencia de ciertos compuestos en los aromas de la piper están asociados con un mayor consumo de murciélagos y preferencias de olor. Esto resalta el impacto potencial del consumo de murciélagos en la evolución de la química de la fruta, una relación que contribuye a la diversidad extrema de plantas de frutas tropicales en todo el mundo.


Los investigadores mostraron cómo las preferencias olfativas de los murciélagos frugívoros de cola corta se correlacionan con la evolución de los olores químicos en las plantas de Piper. Charlene Santana / David Villalobos Chaves

“Volar en la oscuridad significa que los murciélagos no pueden encontrar fruta madura mirando, sino que confían en el olfato”, dijo un coautor. Liliana DavalosProfesor de la Universidad de Stony Brook. “El olfato es el puente entre la señalización de la planta y el consumo de fruta de murciélago, y encontrar una respuesta de COV específica para murciélagos abre la puerta para hacer coincidir genes de receptores olfativos con COV importantes, lo que hasta ahora ha sido imposible”.

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Comprender la relación entre los murciélagos y las plantas de pimiento no solo contribuye al conocimiento sobre la coevolución de estas especies, sino que también tiene beneficios para la preservación de los hábitats de la selva tropical. Piper son algunas de las primeras plantas que crecen en los huecos y bordes de los bosques, y Carollia, como principal dispersante de semillas de Piper, puede ayudar a restaurar la vida vegetal en las áreas taladas.

Nuestro trabajo actual y futuro es identificar los receptores de olores que permiten a los murciélagos detectar aromas de frutas. Esto nos permitirá vincular el medio ambiente y la evolución de estas relaciones con los mecanismos fisiológicos ”, dijo el coautor. Jeffrey Revell, profesor de biología en la Universidad de Washington.

La coautora del artículo es Zofia Kaliszewska, ex investigadora postdoctoral de la Universidad de Wisconsin. Otros coautores son Leith Lesser Miller, graduada de doctorado de la Universidad de Washington, M. Elise Lauterber de la Universidad de Arizona y Jessica Arbor de la Universidad Estatal de Middle Tennessee. La investigación fue financiada por la National Science Foundation.

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