Задовго до появи барвистих пелюсток квітів стародавні рослини покладалися на тепло, щоб залучити запилювачів. Нове дослідження, опубліковане в журналі Science, показує, що цикади, група пальмоподібних тропічних рослин, виробляють значну кількість тепла в своїх репродуктивних структурах, щоб залучити жуків. Це відкриття дає змогу зрозуміти найперші форми запилення, що передували еволюції квітів на мільйони років.
Як тепло працює як сигнал запилення
Саговники термогенні, тобто вони активно виробляють тепло, а деякі види досягають температури на 15°C (27°F) вище, ніж у навколишньому середовищі. Дослідники підтвердили, що жуків приваблюють найтепліші частини шишок цикад, навіть якщо інші ознаки, такі як запах, контролюються. Експерименти з використанням ультрафіолетового барвника показали, що жуки постійно відвідували тепліші області, що вказує на те, що тепло є прямим атрактантом.
Коли дослідники нагрівали надруковані на 3D-принтері бруньки та покривали їх пластиком, щоб запобігти теплопровідності через дотик, жуки все одно віддавали перевагу теплим брунькам, ніж ненагрітим, доводячи, що інфрачервоне випромінювання саме по собі є сигналом. У жуків вусики містять TRPA1, термочутливий іонний канал, який також зустрічається у змій і комарів, налаштований на певний температурний діапазон рослин-господарів. Це свідчить про те, що жуки біологічно обладнані для виявлення тепла цикасу та реагування на нього.
Еволюційна таємниця квіткових рослин
Це дослідження проливає світло на давнє еволюційне питання: чому квіткові рослини (покритонасінні) так швидко диверсифікувалися, тоді як кількість видів цикасу залишалася відносно обмеженою? Автори припускають, що інфрачервоне запилення могло обмежити здатність цикасів формувати спеціалізовані стосунки з більш широким колом комах.
Квіти можуть розвивати складні колірні схеми, рівні насиченості та відтінки, що дозволяє їм залучати різноманітних запилювачів. Цикади, однак, можуть лише регулювати інтенсивність тепла, потенційно обмежуючи їх диверсифікацію. Інші ботаніки припускають, що аромат також міг допомогти цикасам урізноманітнитися, але квіткові рослини мають перевагу поєднання запаху та кольору для більшої привабливості.
«Багато можливостей для диверсифікації, ймовірно, краще, ніж одна», — каже Беверлі Гловер, ботанік з Кембриджського університету.
Ці відкриття представляють значний прогрес у розумінні еволюції рослин і походження запилення, припускаючи, що тепло було критичною екологічною взаємодією задовго до появи квітів.
