Studija objavljena u Science pokazuje da cikasi u Amazonu zagrevaju svoje reproduktivne šišarke do 27 °F (≈15 °C) iznad okoline kako bi emitovali infracrveno zračenje koje privlači noćne bube. Bube detektuju ovo zračenje pomoću varijanti gena TRPA1 u antenama — prvi molekularni dokaz infracrvenog senzora kod buba. Ovo otkriće objašnjava drevne mehanizme oprašivanja koji su postojali pre razvoja kolornih oprašivača.
Kako se cikasi greju i privlače bube: Otkrivena uloga infracrvenog zračenja i gena TRPA1
Rhopalotria furfuracea beetles pollinate the cones of cycad plants. Researchers now know that the cones attract pollinators by heating themselves up, which emits infrared light that the insects have evolved to detect.Lilian Soucey
U amazonskoj noći, male reproduktivne šišarke drevnih biljaka poznatih kao cikasi podižu temperaturu i emituju infracrveno zračenje koje noćne bube koriste kao signal za pronalaženje i oprašivanje. Novo istraživanje objavljeno u časopisu Science otkriva mehanizam — i molekularnu osnovu — kroz koji ove biljke komuniciraju sa svojim specijalizovanim oprašivačima.
Šta su otkrili naučnici?
Istraživači su utvrdili da se cikasi mogu zagrejati i do 27 °F (≈15 °C) iznad temperature okoline. Toplota nije samo nusproizvod metabolizma: ona dovodi do povećanog emitovanja infracrvenog zračenja, koje privlači bube — naročito vrstu Rhopalotria furfuracea proučavanu u radu.
When male cycad plants (Zamia furfuracea) are ready to release their pollen, they heat their cones up, as shown in this thermal image.Wendy Valencia-Montoya
Eksperimenti izvedeni u Montgomery Botanical Centeru (Florida) pokazali su da se muške šišarke (bogate polenom) greju i hlade pre ženskih — otprilike tri sata ranije — što kreira predvidiv ritam kretanja buba između struktura. U ponašajnim testovima bube su preferirale najtoplije delove šišarki, što je ukazalo na ulogu toplote u navigaciji.
Kako bube „vide“ toplotu?
Da bi razlikovali toplotu (konvekcijom ili dodirom) od samog infracrvenog zračenja, naučnici su koristili 3D‑štampane replike cikasa i prekrili ih polietilenskom folijom koja propusta infracrveno zračenje na udaljenosti od ~1 cm. Bube su i tada bile privlačnije zagrejanим replikama, što podržava ideju da detektuju infracrveno zračenje, a ne samo toplinu na dodir.
Researchers tagged beetles with ultraviolet dyes to track their movements between male and female cycad plants. Here a beetle approaches a crack in a female cycad's cone. These cracks allow the beetle to enter the cone and pollinate it and are generally warmer than other parts of the cone.Michael Calonje
Molekularna osnova: gen TRPA1
U neuronima antena buba pronađene su varijante gena TRPA1. Taj gen je ranije povezan sa infracrvenom detekcijom kod zmija i sa traženjem toplokrvnih domaćina kod komaraca. Otkrivanje varijanti TRPA1 u antenama buba pruža prvi molekularni i ćelijski dokaz infracrvenog senzora kod nekog predstavnika porodice buba.
Širi evolutivni kontekst
Fosilni zapisi ukazuju da su bube oprašivale cikase najmanje od ranog jure (pre ≈200 miliona godina). Autori sugerišu da je infracrveno „komunikaciono polje“ postojalo pre pojave oprašivača osetljivih na boje (npr. pčela i leptira), pa objašnjava zašto su neke drevne biljke razvile zagrevanje umesto upadljivih boja.
Researchers found that pollinating beetles preferred warmer parts of cycad cones in both botanical and lab experiments.Michael Calnoje
Dodatni signali i buduća istraživanja
Iako infracrveno zračenje ima ključnu ulogu u usmeravanju buba na daljinu, mirisi i promena vlažnosti takođe doprinose privlačenju i finalnom lociranju ulaza u šišarke. Autori planiraju da ispituju međuzavisnost toplote, mirisa i vlažnosti kako bi kompletirali sliku komunikacije između cikasa i njihovih oprašivača.
„Priroda često reciklira iste molekularne alate“, kaže Wendy Valencia‑Montoya, glavna autorka studije. Otkrivanje TRPA1 varijanti kod buba pokazuje upravo to: daleka evolucijska razdvojenost ne znači i potpuno različite biološke rešenja.
Za kraj: Otkriće da biljke koriste infracrveno zračenje kao signal za oprašivanje ne samo da otvara nove poglede na rane biljno‑životinjske interakcije, već i poziva na preispitivanje uloge toplote u drugim ekosistemima.
Pomozite nam da budemo bolji.
