Найдавніший механізм запилення: як саговники використовували інфрачервоне тепло для навігації комах

Свіже дослідження, опубліковане у престижному журналі Science у 2025 році, розкрило дивовижний факт: стародавні саговники застосовували теплове (інфрачервоне) випромінювання для залучення своїх запилювачів. Вчені припускають, що ця репродуктивна стратегія зародилася приблизно 275 мільйонів років тому. Така особливість виникла задовго до появи квіткових рослин та їхніх візуальних привабливих елементів, що ставить тепло в один ряд із найпершими «мовами» комунікації у рослинному світі.

Наукова робота, яку очолила Венді Валенсія-Монтойя з Гарвардського університету, надала вагомі докази того, що репродуктивні структури, зокрема шишки у виду Zamia furfuracea, здатні активно генерувати тепло. Експериментальні дані, отримані за допомогою високочутливої тепловізійної апаратури, продемонстрували, що чоловічі шишки можуть підвищувати свою температуру на 15 градусів Цельсія вище за навколишнє середовище. За рівнем метаболічної активності це можна порівняти з енергетичними витратами колібрі. Цей процес термогенезу відбувається у суворій відповідності до циркадного ритму: чоловічі шишки починають нагріватися ближче до вечора, а приблизно через три години їхній приклад наслідують жіночі структури, забезпечуючи тим самим послідовний процес перенесення пилку.

Рослини досягають такого температурного режиму завдяки спалюванню накопиченого крохмалю у мітохондріях. Це, безперечно, дуже енергоємний процес. Помірне нагрівання чоловічих шишок слугує сигналом «запрошення», тоді як надмірне підвищення температури, як виявилося, спонукає комах рухатися до жіночих особин. Цей складний механізм «поштовху-і-тягни», що поєднує тепло, запахи та вологість, ефективно спрямовує жуків від чоловічих шишок, насичених пилком, до жіночих структур для здійснення запліднення.

Наріжним каменем цієї стародавньої форми співіснування є специфічна адаптація у жуків-запилювачів, а саме у довгоносика Rhopalotria furfuracea. Дослідники встановили, що вусики цих комах оснащені високоспеціалізованими терморецепторами, які містять білок TRPA1. Завдяки цьому білку, комахи можуть надзвичайно точно вловлювати інфрачервоний спектр випромінювання, навіть коли освітлення мінімальне, що є життєво важливим для запилення у сутінках. Коли цей рецептор блокували, жуки повністю втрачали здатність реагувати на теплові сигнали. Цікаво, що навіть 3D-моделі шишок, які були штучно нагріті, але не мали запаху, безпомилково приваблювали комах.

Саговники, які з’явилися на Землі близько 275 мільйонів років тому і досягли розквіту у Юрський період, сьогодні, коли домінують квіткові рослини, що покладаються на візуальні стимули, перебувають під загрозою зникнення. На думку головного автора дослідження, це відкриття відкриває «новий вимір інформації», який раніше залишався непоміченим через наші людські сенсорні упередження. Взаємодія саговників та жуків, що базується на тепловому обміні, є одним із найдавніших відомих прикладів коадаптації (спряженої еволюції) на нашій планеті, що заслуговує на глибоке вивчення.