Lang voordat de levendige bloemblaadjes verschenen, waren oude planten afhankelijk van hitte om bestuivers te lokken. Uit een nieuwe studie gepubliceerd in Science blijkt dat cycaden – een groep tropische planten die op palmen lijken – aanzienlijke warmte genereren in hun voortplantingsstructuren om kevers aan te trekken. Deze ontdekking geeft inzicht in de vroegste vormen van bestuiving, die miljoenen jaren vóór de evolutie van bloemen dateren.
Hoe warmte werkt als bestuivingssignaal
Cycaden zijn thermogeen, wat betekent dat ze actief warmte produceren, waarbij sommige soorten temperaturen bereiken die tot 15°C (27°F) warmer zijn dan hun omgeving. Onderzoekers hebben bevestigd dat kevers worden aangetrokken door de warmste delen van cycadekegels, zelfs als andere signalen zoals geur onder controle worden gehouden. Experimenten met ultraviolette kleurstof lieten zien dat kevers consequent warmere streken bezochten, wat erop wijst dat warmte een directe lokstof is.
Toen onderzoekers 3D-geprinte kegels verwarmden en bedekten met plastic om thermische geleiding door aanraking te voorkomen, gaven kevers nog steeds de voorkeur aan warme kegels boven onverwarmde kegels, wat bewijst dat infraroodstraling zelf het signaal is. De antennes van de kevers bevatten TRPA1, een warmtegevoelig ionenkanaal dat ook voorkomt in slangen en muggen, afgestemd op het specifieke temperatuurbereik van hun waardplanten. Dit suggereert dat kevers biologisch uitgerust zijn om cycadhitte te detecteren en erop te reageren.
De evolutionaire puzzel van bloeiende planten
Dit onderzoek werpt licht op een al lang bestaande evolutionaire vraag: waarom diversifieerden bloeiende planten (angiospermen) zo snel terwijl cycaden relatief beperkt bleven in aantal soorten? De auteurs suggereren dat op infrarood gebaseerde bestuiving mogelijk het vermogen van cycaden heeft beperkt om gespecialiseerde relaties aan te gaan met een breder scala aan insecten.
Bloemen kunnen complexe kleurpatronen, verzadigingsniveaus en tinten ontwikkelen, waardoor ze zich op talloze bestuivers kunnen richten. Cycaden kunnen echter alleen de warmte-intensiteit aanpassen, waardoor hun diversificatie mogelijk wordt beperkt. Andere plantenbiologen suggereren dat geur ook cycaden had kunnen helpen diversifiëren, maar bloeiende planten hebben het voordeel dat ze zowel geur als kleur combineren voor een bredere aantrekkingskracht.
“Meerdere mogelijkheden voor diversificatie zijn waarschijnlijk beter dan één”, zegt plantenbioloog Beverley Glover van de Universiteit van Cambridge.
De bevindingen vertegenwoordigen een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen van de evolutie van planten en de oorsprong van bestuiving, wat suggereert dat hitte lang vóór het bloementijdperk een cruciale ecologische interactie was.
