As interações planta-polinizador são bons exemplos de interações mutualísticas porque quase três quartos de todas as plantas com flores existentes (angiospermas) recebem serviços de polinização de animais (National Research Council 2007). A polinização animal é considerada a forma ancestral de polinização em angiospermas (Hu et al.2008), e a rápida diversificação de plantas com flores que ocorreu 90-130 milhões de anos atrás foi atribuída, em parte, a mutualismos de polinização (Crepet 2008). A maioria dos animais polinizadores são insetos; abelhas, borboletas, mariposas, moscas, vespas e besouros são os insetos polinizadores mais comuns (National Research Council 2007). Muitos pássaros e morcegos também são importantes espécies polinizadoras. As plantas sempre recebem serviços de polinização por meio da interação, mas os bens ou serviços recebidos pelos animais polinizadores variam. A maioria dos polinizadores recebe alimento na forma de pólen ou néctar, mas algumas abelhas também usam ceras e resinas de flores para construir suas colmeias (Michener 2007), e os machos de euglossine usam compostos voláteis de flores de orquídea como “perfume” para atrair parceiros (Zimmermann e outros2006). Outras espécies de insetos, como as mariposas da mandioca, depositam seus ovos nas flores de mandioca que polinizam, e algumas, mas não todas, as sementes produzidas são consumidas pelas larvas da mariposa em desenvolvimento (Pellmyr 2003).

Os mutualismos de polinização têm sido de interesse dos biólogos por mais de um século. Darwin abordou sua importância potencial no processo de seleção natural quando escreveu: “… Posso entender como uma flor e uma abelha podem lentamente se tornar, simultaneamente ou uma após a outra, modificadas e adaptadas da maneira mais perfeita uma para a outra. outro, pela preservação contínua de indivíduos apresentando desvios de estrutura mútuos e ligeiramente favoráveis” (Darwin 1859).

Os estudos clássicos de polinização foram focados principalmente nos ciclos reprodutivos das espécies de plantas e, além de sua importância como vetores de pólen, os polinizadores foram amplamente ignorados. Esses estudos geralmente adotavam uma de duas abordagens – eles se concentravam nas consequências evolutivas da dinâmica da polinização ou nos processos ecológicos que resultaram na polinização. A pesquisa atual em biologia da polinização tenta unir abordagens ecológicas e evolutivas como forma de entender os processos evolutivos nos contextos ecológicos em que ocorrem; por exemplo, como os comportamentos de forrageamento dos polinizadores afetam a aptidão da planta, determinando os sistemas de acasalamento da planta (Mitchell et al. 2009).

Embora os mutualismos sejam frequentemente caracterizados pelos tipos de bens ou serviços trocados, existem várias outras maneiras de caracterizar essas interações: pelo grau de dependência, se a interação é obrigatória ou facultativa; pelo grau de especificidade, se a interação ocorre entre pares de espécies ou entre grupos de espécies; e pelo grau de associação física, quão fisicamente próximos os parceiros mutualistas estão um do outro. Esses três métodos de caracterização incluem intermediários. Independentemente do método utilizado, é importante considerar a perspectiva de cada parceiro mutualista ao caracterizar a interação.

Um mutualismo é obrigatório quando uma espécie depende completamente de outra espécie para bens ou serviços. As mariposas da mandioca e as plantas da mandioca têm uma relação recíproca obrigatória – as plantas não podem produzir sementes sem a mariposa da mandioca, e as larvas da mariposa só atingem a maturidade se comerem sementes de mandioca em desenvolvimento (Pellmyr 2003). No entanto, os parceiros mutualistas não dependem necessariamente uns dos outros igualmente. Por exemplo, muitas espécies de plantas dióicas dependem completamente de polinizadores animais para o sucesso reprodutivo, portanto, do ponto de vista da planta, a interação é obrigatória. No entanto, as espécies de polinizadores que visitam as flores podem ou não exigirpólen ou néctar dessa espécie de planta para sobreviver e se reproduzir, portanto, do ponto de vista do polinizador, a interação pode variar de obrigatória a facultativa. Da mesma forma, a maioria das abelhas depende de recursos florais para todas as suas necessidades (néctar, pólen, ceras, etc.), portanto, do ponto de vista das abelhas, a interação é obrigatória. No entanto, a maioria das espécies de abelhas pode utilizar recursos de várias plantas com flores, portanto, elas não necessariamente têm relações obrigatórias com espécies de plantas individuais. Em contraste, algumas espécies de plantas hermafroditas são autocompatíveis e também capazes de autopolinização, de modo que podem produzir sementes independentemente de suas flores serem ou não visitadas por polinizadores. O mutualismo é facultativo do ponto de vista dessas plantas,

Os mutualismos também podem ser caracterizados com base no grau de associação física que ocorre entre as espécies. A maioria das interações entre plantas e polinizadores é exhabitacional porque os polinizadores vivem separados das plantas com as quais interagem. No entanto, alguns polinizadores vivem dentro das plantas que polinizam durante uma parte de suas vidas, o que é uma relação habitacional. Vespas de figo e plantas de figo (Cook & Rasplus 2003), e mariposas de mandioca e plantas de mandioca (Pellmyr 2003), são bons exemplos dessa relação extremamente rara. As caracterizações das interações mutualísticas mais exclusivas são correlacionadas, na medida em que as relações habitacionais também tendem a ser altamente específicas e obrigatórias. No entanto, as relações habitacionais não são necessariamente facultativas ou difusas.

Para determinar se uma interação é ou não um mutualismo, é necessário determinar o benefício recebido por cada parceiro mutualista. Os detalhes da interação são importantes porque um parceiro pode enganar o outro e, nesse caso, a interação não é um mutualismo. Um exemplo comum de “trapaça” ocorre quando um inseto remove o néctar das flores sem polinizá-las (Darwin 1859, Michener 2007). O inseto consome néctar, então essa interação é chamada de nectivoria, uma forma especializada de herbivoria, e o inseto costuma ser chamado de “ladrão de néctar”. Com menos frequência, os animais polinizadores são enganados pelas plantas para fornecer serviços de polinização. Por exemplo, algumas espécies de orquídeas enganam seus polinizadores de vespas machos produzindo flores que parecem e cheiram a vespas fêmeas.e outros 2008). Essa interação é uma forma de parasitismo porque as vespas gastam energia (e às vezes esperma) ao fornecer serviços de polinização, mas não recebem nenhum benefício em troca.

Os mutualismos de polinização podem afetar os resultados de outros tipos de interações entre espécies. Considere um exemplo simples, com duas espécies de plantas polinizadas por animais e uma espécie de animal polinizador (Figura 3). Se as duas espécies de plantas florescerem simultaneamente, elas competirão entre si pelos serviços de polinização. Se o polinizador preferir uma espécie de planta em detrimento da outra, então a espécie de planta preferida tem uma vantagem competitiva sobre a segunda espécie de planta. Ambas as espécies de plantas têm uma relação mutualística com o polinizador, mas a fidelidade relativa de cada mutualismo afeta o resultado da interação competitiva entre as duas espécies de plantas. A maioria das comunidades inclui muito mais plantas com flores e animais polinizadores do que os representados neste exemplo, resultando em uma rede de interações mutualísticas entre plantas e polinizadores. A pesquisa atual demonstrou a utilidade das redes de polinização como uma estrutura para fazer perguntas sobre os processos ecológicos e evolutivos que levam a padrões observados de biodiversidade (Bascompte & Jordano 2007, Vasqueze outros 2009).

Os seres humanos dependem de insetos polinizadores para aproximadamente um terço dos alimentos que ingerimos, e uma única espécie fornece a maior parte dos serviços de polinização necessários – a abelha europeia (Apis mellifera ) (Klein et al.2007). Esses insetos são frequentemente considerados uma espécie invasora pelos ecologistas porque foram amplamente introduzidos pelo homem e são capazes de coletar e utilizar enormes quantidades de recursos florais (Buchmann 1996). As abelhas melíferas sofreram várias doenças nas últimas décadas, incluindo infestações por ácaros, infecções virais, redução da função imunológica e, recentemente, distúrbio do colapso da colônia (Ratnieks & Carreck 2010). Enquanto os biólogos continuam a procurar soluções para os problemas que assolam as colônias de abelhas européias, os ecologistas da polinização também estão investigando o potencial das abelhas selvagens para polinizar as culturas agrícolas (Richards 1996).