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Artigo convidado – Amizades perigosas: Plantas invasoras e mutualismos

por Susana Rodríguez-Echeverría

A maioria das plantas estabelecem relações positivas com outros organismos que são essenciais para o seu ciclo de vida. Estas relações influenciam processos muito diferentes como a absorção de nutrientes, a defesa contra organismos patogénicos, a polinização e a dispersão de sementes para novos sítios. Os organismos envolvidos nestes processos também recebem algo em troca, geralmente alimento, o que faz com que esta relação seja positiva para ambos os parceiros tal como numa boa relação de amizade. Mutualismo é o nome que se dá em biologia a estas relações.

A teoria ecológica diz que a capacidade invasora das plantas exóticas é tanto maior quanto menor é a dependência de outros organismos. Assim, quando uma espécie é introduzida num novo local não depende de encontrar mutualistas para completar o seu ciclo de vida e portanto é mais fácil crescer, reproduzir-se e expandir-se na nova área. No entanto, as acácias australianas que aparecem por todo lado em Portugal não são assim.

Elas estabelecem mutualismos com bactérias e fungos do solo que ajudam na absorção de nutrientes e que lhes conferem grandes vantagens ao crescer em solos com poucos nutrientes como as dunas costeiras. As acácias também precisam de polinizadores: animais que vão visitar as flores e realizam o intercâmbio de pólen entre flores, imprescindível para formar sementes e frutos. E finalmente, as sementes de muitas acácias evoluíram para ser dispersas por formigas.

Todas estas interações entre acácias, bactérias, fungos e animais foram descritas na Austrália, a área nativa destas espécies, mas não havia informação nas áreas invadidas em Portugal. Será que na área invadida as acácias estabelecem mutualismos com espécies de Portugal? E então, isto pode ter algum efeito sobre os mutualismos que as plantas nativas de Portugal têm? Isto pode afectar as espécies de plantas de Portugal? Ou será que as acácias evoluíram para não precisar de amigos durante a invasão? No projeto MUTUALNET (PTDC/BIA-BEC/103507/2008), desenvolvido no Centro de Ecologia Funcional da Universidade de Coimbra, decidimos investigar estas questões.

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Figura 1. Acacia dealbata em flor. A grande produção de flores é um investimento da planta para atrair os polinizadores ativos nos primeiros meses do ano.

As respostas que encontramos foram surpreendentes. As acácias australianas (Acacia dealbata, Acacia longifolia, Acacia melanoxylon, Acacia saligna) conseguiram estabelecer relações mutualistas na área invadida em Portugal que são essenciais para a sua expansão. A produção de sementes depende do transporte de pólen até às flores das acácias, e para atrair animais que realizem este transporte (e comam parte de pólen e néctar ao mesmo tempo) as acácias produzem uma enorme quantidade de flores (Figura 1).

O transporte de pólen entre flores de acácias é realizado por insetos de Portugal que são polinizadores generalistas que visitam flores de um grande número de espécies vegetais. Um exemplo é a abelha do mel (Apis melífera) que é um dos polinizadores mais frequentes das acácias em Portugal. No entanto, não detectamos nenhum efeito negativo das acácias nas visitas dos polinizadores às plantas nativas, o que são boas notícias!

Apesar da enorme produção de flores das acácias, o seu sucesso reprodutivo é muito baixo, isto quer dizer que a proporção de flores que produzem sementes é muito pequena. No entanto, dependendo da espécie de acácia cada árvore pode produzir entre 5.000 e 60.000 frutos, em grande medida pelas visitas de insetos amigos polinizadores, o que dará entre 20.000 ou 250.000 sementes por árvore adulta e ano. Ou seja, apesar do baixo sucesso reprodutivo o total de sementes produzidas por árvore é muito elevado.

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Figura 2. Formigas a transportar sementes de Acacia longifolia. As formigas comem a parte esbranquiçada da semente, o elaiossoma, que é produzido pela planta como recompensa pelo transporte.

Muitas destas sementes ficam enterradas no solo por baixo das acácias, mas algumas são transportadas por formigas que comem uma estrutura especial nutritiva colada a semente (elaiossoma) e produzida pela planta exclusivamente para as formigas comerem e, desta forma, estimular a recolha e transporte das sementes (Figura 2).

Este transporte, embora seja a distancias curtas, pode contribuir para a expansão das acácias. No entanto, nós também nos podemos tornar dispersores das sementes das acácias a maiores distâncias. Ao estacionar por baixo delas para aproveitar a sombra, as vagens e sementes ficam nos nossos carros e são levadas a novos locais onde podem estabelecer-se.

As acácias estabelecem ainda mutualismos com bactérias do solo que são acolhidas em nódulos da raiz onde realizam a fixação do azoto atmosférico para formas utilizáveis pela planta. Esta relação é muito vantajosa em solos pobres como as dunas costeiras onde a acácia-de-espigas (Acacia longifolia) é uma importante invasora. Neste caso a origem das bactérias mutualistas das acácias não é portuguesa mas australiana. A maneira como estas bactérias chegaram a Portugal é desconhecida mas a inoculação de plantas com microrganismos exóticos é uma prática florestal comum, embora potencialmente perigosa para os ecossistemas.

O mutualismo entre a acácia-de-espigas e as bactérias mutualistas australianas pode duplicar o crescimento da planta na areia das dunas e é portanto uma parte essencial do processo de invasão. O nosso estudo também revelou que as bactérias australianas podem ser espécies invasoras porque aparecem nas raízes de leguminosas nativas perto das acácias. Temos, portanto, uma dupla invasão derivada da introdução de duas espécies exóticas mutualistas que pode ter importantes consequências para a recuperação do ecossistema.

Como resumo podemos concluir que as acácias australianas encontraram, ou trouxeram para Portugal, amigos indispensáveis. Por um lado, isto é fascinante do ponto de vista ecológico e evolutivo devido a formação de novas associações na Natureza. Por outro lado, sublinha a importância de ter cuidado na introdução de microrganismos exóticos em práticas florestais e agrícolas. Estes microrganismos, difíceis de detectar, podem ser chave para a invasão de espécies vegetais e provocar sérios impactos nas redes mutualistas nativas.

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Figura 3. Planta nova de Acacia longifolia recolhida nas dunas de São Jacinto onde se podem observar na raiz os nódulos com as bactérias fixadoras de azoto.

 

Bibliografia

Correia, M., Castro. S, Ferrero, V., Crisóstomo, J.A., Rodríguez-Echeverría, S. 2014. Reproductive biology and success of invasive Australian acacias in Portugal. Botanical Journal of the Linnean Society, in press.

Rodríguez-Echeverría, S. 2010. Rhizobial hitchhikers from Down Under: invasional meltdown in a plant–bacteria mutualism? Journal of Biogeography, 37 (8): 1611-1622. DOI: 10.1111/j.1365-2699.2010.02284.x

Rodríguez-Echeverría, S., Fajardo, S., Ruiz-Díez, B., Fernández-Pascual, M. 2012. Differential effectiveness of novel and old legume-rhizobia mutualisms: implications for invasion by exotic legumes. Oecologia, 170 (1): 253-261. DOI: 10.1007/s00442-012-2299-7

Traveset, A., Richardson, D.M. 2011. Mutualisms: Key Drivers of Invasions … Key Casualties of Invasions. In: Fifty Years of Invasion Ecology: The legacy of Charles Elton (ed. Richardson, D.M.). pp. 143–160.

 

Susana RodriguezSusana Rodríguez Echeverría é uma bióloga ibérica: de origem espanhola desenvolveu a sua carreira investigadora em Portugal. Está interessada na diversidade e ecologia dos mutualismos e como estes determinam a estrutura e funcionamento dos ecossistemas. É fã do pão português e dos pastéis de Belém, e apaixonada por viajar e caminhar nas montanhas.

 

 

 

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