Die älteste Bestäubungsstrategie: Cycadeen nutzten Infrarotwärme zur Insektenlenkung

Eine bahnbrechende Untersuchung, die im Jahr 2025 in der renommierten Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde, enthüllt, dass uralte Cycadeen (Palmfarne) auf thermische, also infrarote, Signale setzten, um Bestäuber anzulocken. Wissenschaftler schätzen, dass dieser Mechanismus seinen Ursprung vor rund 275 Millionen Jahren hat. Diese evolutionäre Strategie datiert die Nutzung visueller Anreize durch Blütenpflanzen um viele Millionen Jahre zurück und etabliert Wärme als eine der frühesten Kommunikationsformen in der Pflanzenwelt.

Die Forschung, federführend geleitet von Wendy Valencia-Montoya von der Harvard University, lieferte konkrete Belege dafür, dass die Fortpflanzungsstrukturen mancher Cycadeenarten, wie etwa die Zapfen von Zamia furfuracea, aktiv Wärme erzeugen. Mittels hochauflösender Thermografie konnten die Forscher nachweisen, dass männliche Zapfen ihre Umgebungstemperatur um bis zu 15 Grad Celsius übersteigen können. Diese metabolische Aktivität ist bemerkenswert und vergleichbar mit der Energiebilanz eines Kolibris. Dieser Prozess der Thermogenese folgt einem strikten tageszeitlichen Rhythmus: Die männlichen Zapfen erwärmen sich gegen Abend, und etwa drei Stunden später nehmen weibliche Strukturen diese Erwärmung auf, was einen koordinierten Transfer des Pollens ermöglicht.

Um dieses Temperaturniveau zu erreichen, verbrennen die Pflanzen gespeicherten Stärkevorrat in ihren Mitochondrien – ein energetisch sehr aufwendiger Vorgang. Die moderate Erwärmung der männlichen Zapfen fungiert dabei als ein deutliches „Lock“-Signal. Interessanterweise scheint eine zu starke Erhitzung die Insekten dazu anzuregen, sich zu den weiblichen Organen zu bewegen. Dieses ausgeklügelte „Schub-und-Zug“-System, das Wärme, Duftstoffe und Feuchtigkeit kombiniert, dirigiert die Käfer gezielt von den männlichen Pollenträgern weg hin zu den weiblichen Strukturen zur eigentlichen Befruchtung.

Ein zentraler Aspekt dieses urzeitlichen Zusammenlebens liegt in der spezifischen Anpassung der beteiligten Bestäuber, insbesondere des Rüsselkäfers Rhopalotria furfuracea. Die Wissenschaftler stellten fest, dass die Antennen dieser Insekten mit speziellen Thermorezeptoren ausgestattet sind, die das Protein TRPA1 enthalten. Dieses Protein befähigt die Käfer, den Infrarotbereich präzise wahrzunehmen, selbst bei geringer Umgebungshelligkeit – ein entscheidender Vorteil für die Bestäubung in der Dämmerung. Wurde dieser Rezeptor blockiert, zeigten die Käfer keinerlei Reaktion auf die Wärmesignale. Im Gegensatz dazu lockten beheizte 3D-Modelle der Zapfen, selbst wenn sie völlig geruchlos waren, die Insekten zuverlässig an.

Die Cycadeen, die ihren Ursprung vor etwa 275 Millionen Jahren nahmen und ihre Blütezeit im Jura erlebten, sind heute stark gefährdet, da heute die visuellen Signale der Blütenpflanzen dominieren. Laut der leitenden Autorin eröffnet diese Entdeckung eine „neue Dimension der Information“, die aufgrund der menschlichen sensorischen Voreingenommenheit bisher übersehen wurde. Die auf Wärme basierende Interaktion zwischen Cycadeen und Käfern stellt somit eines der ältesten dokumentierten Beispiele für koevolutionäre Prozesse auf unserem Planeten dar, ein wahres Relikt der Erdgeschichte.