Un 'calentón' ancestral: descobren que unhas plantas milenarias usan a calor para seducir aos escaravellos

 

Aínda que agora esteamos afeitos ao espectáculo das flores, o certo é que estes vistosos (e olorosos) órganos son un ’invento’ recente do mundo vexetal. Aínda que se pensa que as plantas xurdiron hai uns 470 millóns de anos, non foi ata 330 millóns de anos despois (hai uns 140 millóns de anos) cando algunhas especies empezaron a florecer. Pero, se non tiñan nin cor nin cheiro, como eran capaces de atraer aos insectos para reproducirse? Un estudo da Universidade de Harvard publicado en Science ten a resposta: a través da calor.

Para dar coa solución, o equipo liderado por Wendy Valencia-Montoya fixouse nas cícadas, unha sorte de ’fósiles viventes’, xa que é un das liñaxes vivas máis antigos de plantas con sementes. Así, os investigadores decatáronse de que estas especies, que teñen troncos robustos e coroas de follas similares a plumas (de feito, parécense ás palmeiras e os fentos, pero non están estreitamente relacionadas con eles), quentan os seus órganos reprodutivos para atraer aos escaravellos polinizadores. Pero a ’relación’ non é unidireccional: estes insectos tamén posúen sensores infravermellos para detectar os sinais.

"Isto basicamente engade unha nova dimensión á información que as plantas e os animais utilizan para comunicarse, unha información que descoñeciamos", afirma Valencia-Montoya. "Coñeciamos o cheiro e a cor, pero descoñeciamos que a luz infravermella puidese actuar como sinal de polinización".

De feito, a calor podería ser un dos modos de comunicación máis antigos entre animais e plantas, e mesmo anterior aos dinosauros, animais que xa se alimentaban das cícadas. "Moito antes dos pétalos e o perfume -sinala Valencia-Montoya-, as plantas e os escaravellos relacionábanse entre si ao sentir a calor".

As cícadas apareceron hai uns 275 millóns de anos e alcanzaron a súa máxima diversidade hai uns 150 millóns de anos, durante o Xurásico. Foron desprazadas en gran medida polo auxe das plantas con flores, que se converteron no grupo dominante nos últimos 70 millóns de anos. Hoxe en día quedan ao redor de 300 especies de cícadas, a maioría delas catalogadas en perigo de extinción.

As cícadas posúen individuos masculinos e femininos que se distinguen polos seus conos reprodutivos: os conos masculinos producen pole e os femininos conteñen óvulos que, ao ser fecundados, convértense en sementes.

No novo estudo, Valencia-Montoya e os seus colegas centráronse na Zamia furfuracea, unha cícada de 1,2 metros de altura orixinaria de México, comunmente chamada ’palma de cartón’. Como todas as cícadas, mantén unha relación simbiótica exclusiva coa súa propia especie de escaravello polinizador: Rhopalotria furfuracea, un pequeno gurgullo pardo de fuciño longo.

Nunha relación de polinización de empuxe e atracción, as cícadas utilizan unha combinación de sinais, como calor, cheiro e humidade, para atraer aos escaravellos e alimentarse do pole dos conos masculinos. Chegado a certo punto, estes sinais vólvense tan abafadoras que os escaravellos son expulsados das plantas masculinas cara aos conos femininos ovulatorios. "É como cando un home aplícase colonia para unha cita", explicou Naomi Pierce, profesora de Bioloxía en Harvard e coautora do estudo: "Un pouco é agradable, pero demasiado é repulsivo". Ao moverse entre plantas, os escaravellos transmiten o pole masculino e fertilizan as sementes das plantas femininas.

Valencia-Montoya e os seus colegas tomaron imaxes térmicas e descubriron que a produción de calor das cícadas concentrábase nos conos. As partes que albergan os órganos reprodutivos, as esporofilas, contiñan altas concentracións de mitocondrias produtoras de enerxía. A Zamia furfuracea podía quentar os seus conos ata 7 °C por encima da temperatura ambiente, pero outras cícadas podían alcanzar temperaturas aínda maiores.

Os investigadores examinaron 17 especies de cícadas e descubriron que todas seguían un patrón circadiano ao final do día: primeiro os conos masculinos quentábanse e logo arrefriábanse e aproximadamente tres horas máis tarde, os conos femininos comezaban a quentarse.

A continuación, Valencia-Montoya e os seus colegas rastrexaron os movementos dos escaravellos polinizadores marcándoos con tinguiduras fluorescentes ultravioleta e observándoos de noite mentres se desprazaban entre as plantas nun campo aberto. Os escaravellos sentiron atraídos polas partes máis cálidas dos conos: primeiro os machos, daquela as femias.

"Esta foi unha das primeiras probas contundentes de que isto probablemente está relacionado coa polinización", di Nicholas Bellono, porfesor de Bioloxía Molecular e Celular de Harvard e outro dos autores do estudo. "As plantas macho e femia quentábanse de forma controlada circadiana, e puidemos observar que isto se sincroniza co movemento do escaravello".

Nos insectos, os principais órganos sensoriais son as sensilas, as estruturas similares a pelos na antena. Usando técnicas como a microscopía electrónica, a electrofisioloxía e a transcrición de xenes expresados nas células, os investigadores descubriron que as puntas das antenas dos escaravellos posúen órganos termosensibles especializados, repletos de neuronas termosensibles. Un sensor molecular clave foi a proteína TRPA1, que tamén utilizan as serpes e os mosquitos para detectar presas de sangue quente.

Estes órganos calibráronse segundo a temperatura de quecemento específica da cícada. Os investigadores examinaron outra especie de escaravello e descubriron que tamén tiña un rango sensorial axustado á temperatura de quecemento específica da súa propia cícada hóspede.

Ata o de agora, críase que a polinización mediante insectos debíase principalmente ao cheiro. O novo estudo suxire que a calor foi probablemente tamén outro tipo de mecanismo moi estendido entre as plantas, e que evolucionou preto das orixes das cícadas hai uns 275 millóns de anos, sendo o sinal de polinización máis antiga coñecida.

FONTE: P. Biosca/abc.es/ciencia