Det har vært et godt dokumentert skifte mot tidligere vårblomstring hos mange planter når verden varmes opp. Trenden alarmerer biologer fordi den har potensial til å forstyrre nøye koreograferte interaksjoner mellom planter og skapningene – sommerfugler, bier, fugler, flaggermus og andre – som pollinerer dem.
Men mye mindre oppmerksomhet har blitt viet til endringer i andre florale egenskaper, som blomsterstørrelse, som også kan påvirke plante-pollinator-interaksjoner, i en tid da mange insektbestøvere er i global tilbakegang.
I en studie publisert på nett i tidsskriftet Evolusjon Letters, viser to biologer fra University of Michigan og en kollega fra University of Georgia at ville populasjoner av den vanlige morgenglansen i det sørøstlige USA økte størrelsen på blomstene deres mellom 2003 og 2012.
Økt blomsterstørrelse antyder en større investering av plantene i pollinatorattraksjon, ifølge forskerne. Endringene var mest uttalt på mer nordlige breddegrader, i tråd med et bredt spekter av tidligere arbeid som viser at nordlige plantebestander har en tendens til å vise mer dramatiske evolusjonære reaksjoner på klimaendringer.
Et skifte til tidligere blomstring ble også observert blant disse morgenfruepopulasjonene. I tillegg var det fristende indikasjoner på at plantene har økt sin investering i blomsterbelønninger – nektaren og pollenet som biene, syrfidfluene og vepsene oppnår som bestøver de hvite, rosa og blå morgenfrueblomstene.
"Det er et stort gap i vår forståelse av hvordan egenskaper som er avgjørende for plante-pollinator-interaksjoner kan utvikle seg over tid som en respons på et endret klima," sa studielederforfatter Sasha Bishop, en doktorgradsstudent ved UM Department of Ecology og evolusjonsbiologi.
"Vi viser at - i tillegg til veldokumenterte skift til tidligere blomstring - kan blomsterarkitektur og belønninger også spille en betydelig rolle i den evolusjonære responsen på moderne miljøendringer."
Den vanlige morgenherligheten er en årlig ugressplante som finnes over det østlige, midtvestlige og sørlige USA. Den sees ofte langs veikanter og avlingsfelt.
Den UM-ledede studien brukte en "oppstandelse"-tilnærming som involverte spirende morgenfruefrø samlet fra kantene av jordbrukssoya- og maismarker i Tennessee, North Carolina og South Carolina i løpet av to år: 2003 og 2012.
I løpet av det ni år lange spennet opplevde regionen stigende temperaturer - spesielt stigende minimums- og natttemperaturer - og en økning i antall ekstreme nedbørshendelser ispedd mer ekstrem tørke.
For å se etter endringer i blomstermorfologi, plantet forskerne feltsamlede frø fra begge årene i et drivhus ved UMs Matthaei botaniske hage. Når blomstene blomstret, ble ulike florale egenskaper målt med digitale skyvelære.
Målinger viste at morning glory corollas ble betydelig bredere i løpet av niårsintervallet – 4.5 centimeter (1.8 tommer) i diameter i 2003 og 4.8 centimeter (1.9 tommer) i 2012, og endringen i kronebredden var størst i bestander på nordligere breddegrader. . Kronbladene til en blomst er samlet kjent som kronen.
Studien avslørte også et skifte til tidligere blomstringstider mellom 2003 og 2012, hovedsakelig drevet av bestander på mer nordlige breddegrader. Starten på blomstringen skjedde i gjennomsnitt fire dager tidligere for plantene dyrket fra frø samlet inn i 2012.
Interessant nok observerte forskerne også en breddegradspåvirket trend mot større investeringer i blomsterbelønninger (pollen og nektar) over tid. I gjennomsnitt produserte morning glory-blomster dyrket fra 2012-samlede frø mer pollenkorn og mer nektarsukrose enn blomstene fra 2003-samlede frø.
Imidlertid involverte pollen- og nektaranalysene bare fire populasjoner av morgenfrueplanter. På grunn av det lave antallet populasjoner som ble undersøkt, ble ikke funnene av blomsterbelønninger inkludert i en statistisk test for å se etter bevis på at tilpasning gjennom naturlig utvalg skjer i plantene.
"Ikke desto mindre virker det sannsynlig at det er en tidsmessig økning i investeringene i pollinatorattraksjon og at dette resultatet er drevet av populasjoner på nordlige breddegrader," sa seniorforfatter Regina Baucom, en førsteamanuensis ved UM Institutt for økologi og evolusjonsbiologi.
Studien fant ingen bevis for at morgenfruer øker hastigheten de selvbestøver. Bevis fra noen tidligere studier pekte på økt "selfing" som en mulig respons på Klima forandringer og/eller pollinatornedgang assosiert med endring i arealbruk.
"Dette er den første artikkelen som bruker oppstandelsestilnærmingen for å undersøke potensialet for at egenskaper som er ansvarlige for plante-pollinator-interaksjoner kan utvikle seg over tid, samtidig med reduksjoner i pollinatoroverflod og dramatiske miljøendringer på grunn av endrede klima- og arealbruksregimer," sa biskop.
Femten morning glory-populasjoner ble inkludert i gjenoppstandelseseksperimentet som så på endringer i blomstermorfologi. Tjuetre populasjoner ble inkludert i studiet av tidligere vårblomstring. Totalt ble det målt 2,836 blomster fra 456 planter.