La polinización mediada por animales es una de las formas a través de la cual las plantas se reproducen sexualmente, dado que éstas no pueden moverse. La polinización es la asociación más perfecta que existe entre el animal polinizador y la flor a ser polinizada. A lo largo de la evolución, tanto las plantas como los animales polinizadores han desarrollado varios mecanismos para asegurar que la reproducción vegetal se lleve a cabo, y que el polinizador tenga su recompensa energética (polen y néctar).
Pero hay un componente adicional es esta relación simbiótica: los microorganismos. Comprender la diversidad microbiológica y sus implicaciones es una búsqueda fundamental en la ecología, pero hay pocos estudios, y la mayoría de ellos en plantas de importancia agronómica y con especies de microorganismos patógenos; pero a medida que se estudian algunos los microbionas de las flores, se encuentra que éstos desempeñan un papel clave la reproducción de las plantas.
Los microorganismos (hongos, bacterias y virus) que viven dentro de las flores tienen un rol importante en la polinización. Los microorganismos influyen en la atracción de los polinizadores, no solo en la cantidad, sino también en la calidad de visitas de los polinizadores.
Los microbios pueden estar involucrados en varias etapas de la polinización: las etapas de pre-polinización, polinización o pos-polinización. En la etapa previa a la polinización, los microorganismos exófitos o endófitos pueden incrementar la atracción de las plantas hacia los polinizadores al influir en las señales visuales, olfativas y gustativas. Por lo tanto, los microorganismos podrían afectar la cantidad de visitas florales de los polinizadores .
Los cambios en las visitas pueden provocar cambios en la dispersión y recepción del polen (etapa de polinización). En la etapa posterior a la polinización, los microorganismos pueden tener un rol en la germinación del polen, el crecimiento de los tubos o la fertilización y, en última instancia, pueden transmitirse a las semillas.
Los microbios asociados a las plantas pueden afectar el transporte del polen al cambiar el comportamiento de los polinizadores una vez que llegan a la planta. Específicamente, los microbios florales pueden alterar los movimientos de los polinizadores entre las flores dentro de una planta o el comportamiento de búsqueda de alimento en flores individuales, los cuales pueden afectar la acumulación, deposición y dispersión del polen
En un estudio se encontró que flores con levadura donaban de dos a tres veces más polen a las plantas vecinas que las flores sin levadura. La mayor dispersión de polen estuvo acompañada por una mayor extracción de néctar .
Bacterias, los hongos y los virus pueden ser endófitos de plantas con flores, que existen en todo el cuerpo de la planta y se transmiten por polen o semillas. Dados sus efectos bien documentados sobre la fisiología, morfología y defensa de las plantas, también tienen el potencial de atraer a los polinizadores. Estos microorganismos producen compuestos volátiles de defensa para las plantas. Los compuestos volátiles florales pueden servir para atraer a los polinizadores.
Hay otros microorganismos que viven sobre las flores (exófitos) y que son oportunistas que exploten el hábitat transitorio sin ningún beneficio ni perjuicio para la flor, otros que dan un beneficio parcial, y otros que sin ser parásitos no benefician a la planta.
Por ejemplo, las abejas melíferas pueden distinguir entre néctar estéril e inoculado con levaduras, bacteria o ambas. Las abejas consumieron un 60% más de néctar estéril que cualquiera de las inoculadas con microbios. En otro estudio de laboratorio, se encontró que los abejorros (Bombus impatiens) discriminaban entre flores basándose en los microbios colocados en la superficie de los pétalos. Bombus impatiens evitó las flores con bacterias, pero no las que tenían levaduras .
Los compuestos volátiles de las plantas juegan un papel importante en la atracción de ciertos polinizadores y en la ubicación de los insectos herbívoros a sus huéspedes. Las infecciones virales inducen cambios en los perfiles de emisiones volátiles de las plantas, y esto puede hacer que las plantas sean más atractivas para los insectos herbívoros, como los pulgones, que actúan como vectores virales, pero también a los polinizadores. Algunos virus puedan mejorar la competitividad de las plantas susceptibles e inhibir la aparición de cepas de plantas resistentes. El virus compensa a la planta susceptible, por medio de aumentar su atractivo para los polinizadores, lo que probablemente aumentará las tasas de fertilización y la diseminación del polen de plantas susceptibles y puede compensar un menor rendimiento de semillas en las plantas infectadas por el virus .
La asociación bacterias o levaduras con el néctar de las flores, no siempre es beneficiosa. Por ejemplo, en un estudio experimental realizado en la Universidad de Stanford, se investigaron los efectos de las bacterias y levaduras que habitan en el néctar de un arbusto polinizado por colibríes. Encontraron que una bacteria común del néctar reducía el éxito de la polinización, la formación de semillas y el consumo de néctar por parte de los polinizadores; porque redujeron el pH del néctar, la concentración total de azúcar; disminuyeron la concentración de glucosa y aumentaron la concentración de fructosa, debilitando así el mutualismo planta-polinizador. Esto no sucedió con las levaduras .
La diversidad y composición de la microbiota floral
Algunos taxones de bacterias y hongos (especialmente levaduras) parecen ser miembros consistentes del microbioma de las flores, los que están presentes en una variedad de plantas que cubren un rango geográfico impresionante; pero no hay muchos estudios sobre virus, arqueas y bacterias que colonizan las flores.
Las flores a menudo se consideran estructuras completas. Sin embargo, los órganos dentro de una flor proporcionan diversos hábitats para los microbios. Un estudio que investigó las levaduras en diferentes partes de las flores: corola interna y externa, así como en el polen, el néctar y los polinizadores asociados para dos especies de plantas, encontró que las comunidades microbianas eran distintas en cada una de éstas, lo que indica una separación en la estructura de la flor.