最古の送粉メカニズム：ソテツが昆虫を誘うために赤外線熱を利用していた

2025年に学術誌『Science』で発表された新たな研究により、古代のソテツ類が送粉者を誘引するために熱（赤外線）シグナルを利用していたことが明らかになりました。科学者たちの推定によれば、この仕組みは約2億7500万年前に遡るものであり、被子植物とその視覚的な誘引物質が出現するよりも数百万年も先行しています。この発見は、熱が植物界における最も初期のコミュニケーション言語の一つであったことを示唆しています。

ハーバード大学のウェンディ・バレンシア＝モントーヤ氏が主導したこの研究は、ソテツの一種であるZamia furfuraceaの球果のような生殖構造が、積極的に熱を発生させている証拠を提示しました。熱画像技術を用いて得られた実験データは、雄の球果が周囲の温度よりも最大で15度摂氏まで温度を上昇させることができ、その代謝活動はハチドリの活動レベルに匹敵することを示しています。この熱産生は厳密な概日リズムに従っており、雄の球果が夕方に近づくにつれて加熱を開始し、約3時間後には雌の構造もそれに追随することで、花粉の段階的な運搬を確実なものにしています。

植物がこの熱状態に達するのは、ミトコンドリア内で貯蔵されていたデンプンを燃焼させることによるものであり、これはエネルギー消費の大きいプロセスです。雄の球果による穏やかな加熱は「誘引」のシグナルとして機能しますが、過度な温度上昇は昆虫を雌の個体へと移動させる動機付けとなるようです。熱、匂い、湿度の組み合わせからなるこの「押して引く」メカニズムは、甲虫を花粉を持つ雄の球果から受精のための雌の構造へと誘導します。

この古代の共生関係の鍵は、送粉者である甲虫、特にゾウムシ科のRhopalotria furfuraceaに見られる特有の適応にあります。研究者たちは、これらの昆虫の触角がタンパク質TRPA1を含む特殊な熱受容体で装備されていることを突き止めました。このタンパク質のおかげで、甲虫は低照度下でも赤外線スペクトルを正確に捉えることができ、これは薄明かりでの受粉において極めて重要です。この受容体を遮断すると、甲虫は熱シグナルに反応できなくなりましたが、匂いがないにもかかわらず加熱された球果の3Dモデルは、間違いなく昆虫を引き寄せました。

約2億7500万年前に出現し、ジュラ紀に多様性の頂点を迎えたソテツ類は、現在、視覚的なシグナルに頼る被子植物が優勢な環境下で絶滅の危機に瀕しています。主任著者によれば、この発見は、人間の感覚的な偏見によってこれまで見過ごされてきた「情報の新たな次元」を切り開くものです。熱に基づいたソテツと甲虫の相互作用は、地球上で最も初期の共進化の事例の一つを提示しています。