Древнейший механизм опыления: саговники использовали инфракрасное тепло для навигации насекомых

Новое исследование, опубликованное в журнале Science в 2025 году, выявило, что древние саговники использовали тепловое (инфракрасное) сигнализирование для привлечения опылителей, что, по оценкам ученых, является механизмом, зародившимся около 275 миллионов лет назад. Эта стратегия предшествует появлению цветковых растений и их визуальных аттрактантов на миллионы лет, что помещает тепло в число самых ранних «языков» общения в растительном мире.

Исследование, возглавляемое Венди Валенсия-Монтойя из Гарвардского университета, предоставило доказательства того, что репродуктивные структуры, такие как шишки у вида Zamia furfuracea, активно генерируют тепло. Экспериментальные данные, полученные с помощью тепловизионной съемки, показали, что мужские шишки могут повышать свою температуру на 15 градусов Цельсия выше окружающей среды, что по метаболической интенсивности сопоставимо с работой колибри. Этот термогенез происходит в строгом циркадном ритме: мужские шишки нагреваются ближе к вечеру, а примерно через три часа их примеру следуют женские структуры, обеспечивая последовательный перенос пыльцы.

Растения достигают этого теплового режима за счет сжигания запасов крахмала в митохондриях, что является энергетически затратным процессом. Умеренный нагрев мужских шишек служит сигналом «привлечения», тогда как чрезмерное повышение температуры, по-видимому, побуждает насекомых перемещаться к женским особям. Этот «толчково-тянущий» механизм, включающий тепло, запах и влажность, направляет жуков от мужских шишек с пыльцой к женским структурам для оплодотворения.

Ключевым элементом этого древнего симбиоза является специфическая адаптация у жуков-опылителей, в частности у долгоносика Rhopalotria furfuracea. Исследователи установили, что усики этих насекомых оснащены специализированными терморецепторами, содержащими белок TRPA1. Этот белок позволяет жукам точно улавливать инфракрасный спектр излучения, даже в условиях низкой освещенности, что критически важно для сумеречного опыления. Блокирование данного рецептора делало жуков неспособными реагировать на тепловые сигналы, в то время как нагретые 3D-модели шишек, лишенные запаха, безошибочно привлекали насекомых.

Саговники, появившиеся около 275 миллионов лет назад и достигшие пика разнообразия в Юрский период, сегодня, когда доминируют цветковые растения, использующие визуальные сигналы, находятся под угрозой исчезновения. Данное открытие, по словам ведущего автора, открывает «новое измерение информации», ранее остававшееся незамеченным из-за сенсорной предвзятости человека. Взаимодействие саговников и жуков, основанное на тепле, представляет собой один из наиболее ранних примеров сопряженной эволюции на планете.