Lange bevor die leuchtenden Blütenblätter der Blumen auftauchten, waren alte Pflanzen auf Wärme angewiesen, um Bestäuber anzulocken. Eine neue in Science veröffentlichte Studie zeigt, dass Palmfarne – eine Gruppe tropischer Pflanzen, die Palmen ähneln – in ihren Fortpflanzungsstrukturen erhebliche Wärme erzeugen, um Käfer anzulocken. Diese Entdeckung bietet Einblicke in die frühesten Formen der Bestäubung, die Millionen von Jahren vor der Entwicklung der Blumen liegen.
Wie Wärme als Bestäubungssignal funktioniert
Palmfarne sind thermogen, das heißt, sie erzeugen aktiv Wärme, wobei einige Arten Temperaturen erreichen, die bis zu 15 °C (27 °F) wärmer sind als ihre Umgebung. Forscher bestätigten, dass Käfer von den wärmsten Stellen der Palmfarnzapfen angezogen werden, auch wenn andere Signale wie der Geruch kontrolliert werden. Experimente mit ultraviolettem Farbstoff zeigten, dass Käfer regelmäßig wärmere Regionen aufsuchten, was darauf hindeutet, dass Wärme ein direkter Lockstoff ist.
Als Forscher 3D-gedruckte Zapfen erhitzten und sie mit Kunststoff überzogen, um die Wärmeleitung durch Berührung zu verhindern, zogen Käfer immer noch die warmen Zapfen den unbeheizten vor, was bewies, dass Infrarotstrahlung selbst das Signal ist. Die Antennen der Käfer enthalten TRPA1, einen wärmeempfindlichen Ionenkanal, der auch in Schlangen und Mücken vorkommt und auf den spezifischen Temperaturbereich ihrer Wirtspflanzen abgestimmt ist. Dies deutet darauf hin, dass Käfer biologisch in der Lage sind, die Hitze von Palmfarnen zu erkennen und darauf zu reagieren.
Das evolutionäre Rätsel der Blütenpflanzen
Diese Forschung wirft Licht auf eine seit langem bestehende evolutionäre Frage: Warum diversifizierten sich Blütenpflanzen (Angiospermen) so schnell, während die Artenzahl der Palmfarne vergleichsweise begrenzt blieb? Die Autoren vermuten, dass die Infrarot-Bestäubung die Fähigkeit von Palmfarnen eingeschränkt haben könnte, spezialisierte Beziehungen mit einem breiteren Spektrum von Insekten aufzubauen.
Blumen können komplexe Farbmuster, Sättigungsgrade und Farbtöne entwickeln und so zahlreiche Bestäuber angreifen. Palmfarne können jedoch nur die Wärmeintensität anpassen, was möglicherweise ihre Diversifizierung einschränkt. Andere Pflanzenbiologen vermuten, dass der Duft auch zur Diversifizierung der Palmfarne beigetragen haben könnte, aber blühende Pflanzen haben den Vorteil, dass sie sowohl Duft als auch Farbe kombinieren, um eine breitere Attraktivität zu erzielen.
„Mehrere Möglichkeiten zur Diversifizierung sind wahrscheinlich besser als eine“, sagt die Pflanzenbiologin Beverley Glover von der University of Cambridge.
Die Ergebnisse stellen einen bedeutenden Fortschritt beim Verständnis der Pflanzenentwicklung und der Ursprünge der Bestäubung dar und legen nahe, dass Hitze lange vor dem Zeitalter der Blumen eine entscheidende ökologische Interaktion war.
