Escarabajos (Rhopalotria furfuracea) visita un cono masculino de la planta de cícadas Zamia furfuraceacuyos conos producen calor durante la polinización.
Michael Calonje
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Michael Calonje
Algunas de las primeras plantas atrajeron a los polinizadores produciendo calor que las hacía brillar con luz infrarroja, según una nueva serie de experimentos.
La obra, publicada. en el diario Cienciasugiere que mucho antes de que evolucionaran las flores de colores brillantes, estas plantas antiguas se aceleraban metabólicamente cuando tenían polen listo. Los insectos nocturnos, como los escarabajos, podían ver ese calor desde lejos y acercarse al objetivo.
Estas plantas productoras de calor, llamadas cícadas, existen hoy en los bosques tropicales de todo el mundo, aunque son uno de los grupos de plantas más amenazados.
«Algunas personas las llaman plantas dinosaurio porque eran mucho más dominantes cuando los dinosaurios existían», dice Wendy Valencia Montoyaexperto en cícadas de la Universidad de Harvard.
Los fósiles de hace más de 200 millones de años, en comparación con las cícadas que existen hoy, muestran que «las plantas tienen exactamente el mismo aspecto», dice. «Así que no han cambiado mucho en cientos de millones de años».
Están relacionados con los pinos, y las plantas masculinas y femeninas producen estructuras carnosas parecidas a piñas que contienen el polen y las semillas. «Eso es algo muy singular entre este grupo de plantas antiguas», dice Valencia-Montoya, quien dice que estas son las plantas más antiguas conocidas que tienen polen.
Hace un par de siglos, los botánicos notaron que estas plantas producían calor en sus estructuras reproductivas. En comparación con la temperatura del aire ambiente, pueden estar entre 15 y 25 grados Fahrenheit, o incluso más.
«Pensamos que producir calor es algo que hacen los mamíferos o los pájaros, pero, de hecho, las plantas también pueden hacerlo», dice, aunque no es común en el mundo vegetal y requiere mucha energía.
En estas plantas, se pensaba que el calor era un subproducto de los procesos metabólicos. O tal vez el calor volatilizó el aroma de la planta, de forma muy similar a enchufar un ambientador a un tomacorriente para generar calor que envía el aroma a una habitación. Investigación hecho en las últimas dos décadas ha demostrado que los conos masculinos y femeninos se calientan en momentos ligeramente diferentes, lo que podría hacer que los polinizadores se muevan de un cono al otro.
Para tratar de entender más sobre lo que estaba pasando, Valencia-Montoya y sus colegas pintaron algunos escarabajos polinizadores con marcadores fluorescentes para observar cuándo los escarabajos iban a la planta. Y descubrieron que los escarabajos claramente se dirigían a los conos de las plantas cuando se calentaban.
Esta imagen térmica muestra dos conos masculinos de cícadas liberando polen. Los conos de esta planta se calientan durante la liberación del polen.
Wendy Valencia Montoya
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Wendy Valencia Montoya
Para desacoplar el calor de otras señales potenciales que producen estas plantas, como el olor y la humedad, su equipo utilizó impresión 3D para crear algunos conos de polen simulados. Estas estructuras vegetales falsas eran huecas por dentro y se rellenaban con arena caliente.
Los conos falsos brillaban en el infrarrojo como plantas reales. «Fue bastante sorprendente cuando lo vimos en el campo», dice Valencia-Montoya, quien dice que las plantas falsas fueron colocadas afuera en el Centro Botánico Montgomery en Coral Gables, Florida.
Utilizando estas plantas falsas, los investigadores descubrieron un par de trucos para ver si los insectos se sentían atraídos por el brillo infrarrojo, en lugar de por la sensación táctil del calor en sí. Por ejemplo, en un experimento, envolvieron el cono con una envoltura de plástico transparente a la luz infrarroja. Los insectos podían ver la luz infrarroja pero no acercarse lo suficiente al cono como para sentir el calor.
Lo que descubrieron es que el brillo infrarrojo, por sí solo, era suficiente para atraer a cientos de escarabajos polinizadores.
Y cuando observaron esos escarabajos, descubrieron que tienen antenas especializadas que han evolucionado para detectar ligeras diferencias de temperatura, similares a los receptores sensibles al calor que utilizan las serpientes para detectar a sus presas.
Es más, resulta que las antenas de los escarabajos parecen estar sintonizadas con el rango de temperatura exacto desplegado por su planta huésped, ya que diferentes especies de escarabajos frecuentan diferentes especies de cícadas.
«La radiación infrarroja es quizás la señal de polinización descubierta más antigua», dice Nicolas Bellono de la Universidad de Harvard, uno de los autores del nuevo estudio.
Cuando las plantas desarrollaron polen por primera vez, los insectos que había alrededor eran nocturnos y tenían mala visión, dice Valencia-Montoya. «Así que tiene mucho sentido que una señal como el calor los estuviera guiando».
Pero a medida que surgieron nuevos grupos que estaban activos durante el día y tenían mejor visión, como las mariposas y las abejas, «tiene más sentido que las plantas cambien su estrategia de señalización para aprovechar también los sistemas sensoriales de estos polinizadores más recientes», dice, y agrega que en la evolución hay un baile constante de ida y vuelta entre las plantas y sus polinizadores. Una vez que el color se convirtió en una posible señal, las plantas con flores tuvieron a su disposición una inmensa gama de combinaciones de colores, lo que les permitió diversificarse rápidamente.
Estos investigadores utilizaron «una gran cantidad de técnicas» para demostrar que la temperatura de los conos productores de calor de las cícadas está íntimamente relacionada con la atracción de polinizadores, y que esta asociación es antigua, dice Roger Seymour, de la Universidad de Adelaida en Australia, que no formó parte del equipo de investigación: «Esta es una contribución importante».
Sin embargo, Seymour cree que el calor podría tener más de una función, y la posibilidad de un calentamiento puede ser una ventaja para los escarabajos que requieren altas temperaturas corporales para realizar actividad. «El calor puede ser una recompensa energética directa para los insectos polinizadores, que pueden permanecer dentro de una flor termogénica durante mucho más tiempo que los insectos que visitan especies no termogénicas», afirma.
Irene Terry de la Universidad de Utah, un ecólogo que se especializa en cícadas y sus interacciones con insectos pero que no formó parte de este equipo de investigación, dice que sólo hace relativamente poco tiempo que la gente se dio cuenta de que estas plantas antiguas incluso tenían polinizadores, en lugar de simplemente esparcir su polen con el viento.
Algunos olores particulares parecen ser importantes atrayentes para los polinizadores, dice, y señala que estas plantas pueden oler a todo, desde chicle hasta pimientos morrones. Aún así, este estudio muestra «de la manera más bella» que los infrarrojos también son clave.
«No me sorprendió en absoluto que se tratara de infrarrojos», dice Terry, dado que otros insectos, como los mosquitos, utilizan los infrarrojos para encontrar su objetivo. «Hay una variedad de cosas que los insectos pueden ver y nosotros no».
Imagínese, dice Bellono, ser un escarabajo prehistórico que intenta navegar en el entorno oscuro a primera hora de la tarde y ver varias plantas comenzar a brillar en rojo.
«El infrarrojo es un mundo completamente diferente que no experimentamos», afirma. «Creo que es genial pensar en eso, retrocediendo en el tiempo, en que esta señal existía cuando los dinosaurios estaban allí, mucho antes que nosotros. Y los escarabajos todavía la usan hasta el día de hoy y todavía están experimentando ese mundo».
