Najstarszy mechanizm zapylania: Cykady wykorzystywały ciepło podczerwone do nawigacji owadów

Najnowsze badania, których wyniki opublikowano w prestiżowym czasopiśmie Science w 2025 roku, rzucają nowe światło na strategię reprodukcyjną pradawnych sagowców. Naukowcy odkryli, że te starożytne rośliny stosowały sygnalizację cieplną, czyli promieniowanie podczerwone, aby skutecznie przyciągać zapylaczy. Szacuje się, że ten mechanizm ewoluował już około 275 milionów lat temu. Oznacza to, że ciepło stanowiło jeden z pierwszych „języków” komunikacji w świecie roślin, wyprzedzając o miliony lat pojawienie się kwiatów i ich wizualnych wabików.

Projekt badawczy, któremu przewodniczyła Wendy Valencia-Montoya z Uniwersytetu Harvarda, dostarczył niepodważalnych dowodów na to, że struktury rozrodcze sagowców, takie jak szyszki u gatunku Zamia furfuracea, aktywnie generują ciepło. Analizy termowizyjne wykazały, że męskie szyszki potrafią podgrzać się nawet o 15 stopni Celsjusza powyżej temperatury otoczenia. Intensywność tego procesy metabolicznego jest porównywalna do wysiłku wkładanego przez kolibry. Co ciekawe, termogeneza ta podlega ścisłemu rytmowi okołodobowemu: najpierw nagrzewają się męskie szyszki, zazwyczaj pod koniec dnia, a po około trzech godzinach ten sam proces rozpoczynają struktury żeńskie, zapewniając tym samym uporządkowany transfer pyłku.

Osiągnięcie tego podwyższonego reżimu cieplnego wymaga od rośliny znacznych nakładów energetycznych. Sagowce realizują ten proces poprzez spalanie zgromadzonych zapasów skrobi w mitochondriach. Umiarkowane podgrzewanie męskich szyszek działa jak sygnał „zapraszający”, natomiast zbyt wysoka temperatura wydaje się skłaniać owady do przeniesienia się w kierunku osobników żeńskich. Ten złożony system „popychania i ciągnięcia”, oparty na synergii ciepła, zapachu i wilgotności, efektywnie kieruje chrząszcze od szyszek męskich, niosących pyłek, do struktur żeńskich, gdzie dochodzi do zapłodnienia.

Kluczowym elementem tej prastarej kooperacji jest specyficzna adaptacja u owadów zapylających, a konkretnie u ryjkowca Rhopalotria furfuracea. Naukowcy ustalili, że czułki tych owadów są wyposażone w wyspecjalizowane termoreceptory, zawierające białko TRPA1. Dzięki temu białku chrząszcze są w stanie precyzyjnie wykrywać promieniowanie w zakresie podczerwieni, nawet gdy warunki oświetleniowe są słabe. Jest to absolutnie kluczowe dla zapylania odbywającego się o zmierzchu. Kiedy badacze zablokowali działanie tego receptora, owady przestawały reagować na sygnały cieplne. Co więcej, nawet bezzapachowe, podgrzewane modele 3D szyszek bezbłędnie przyciągały te insekty.

Cykady, które pojawiły się na Ziemi około 275 milionów lat temu i przeżywały swój rozkwit w epoce jurajskiej, dziś, w dobie dominacji roślin okrytonasiennych polegających na wizualnych wabikach, są gatunkami zagrożonymi. Odkrycie to, jak podkreśla główna autorka, otwiera „nowy wymiar informacji”, który dotychczas umykał uwadze ze względu na naszą ludzką, wzrokową stronniczość. Interakcja między sagowcami a chrząszczami, oparta na termicznej komunikacji, stanowi jeden z najwcześniejszych na naszej planecie przykładów ewolucji współzależnej.