Un estudi liderat per l’Institut Botànic de Barcelona suggereix que la calor generada pels teixits de certes plantes ha beneficiat l’atracció d’insectes pol·linitzadors durant almenys 200 milions d’anys. La investigació, que compara plantes modernes amb els seus avantpassats fòssils, revela l’adaptació i la coevolució entre plantes i insectes des del Juràssic
Encara que la termogènesi, un procés pel qual els organismes generen calor internament i que es dona en algunes plantes, no es pot conservar directament al registre fòssil, els científics poden inferir la seva presència en plantes antigues en estudiar estructures anatòmiques similars actuals. Un nou estudi liderat per l’Institut Botànic de Barcelona (IBB-CSIC-CMCNB), centre mixt del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i del Consorci Museu Ciències Naturals de Barcelona (CMCNB), ha examinat les característiques de les plantes termogèniques actuals , aquelles que tenen la capacitat de produir la seva pròpia calor a partir de processos metabòlics interns, i les ha comparat amb els llinatges de plantes fòssils. El treball, que es publica a Nature Plants, s’ha realitzat en col·laboració amb la Universitat Complutense de Madrid i institucions com l’Institut Geològic i Miner d’Espanya (IGME-CSIC), l’Smithsonian Institution, la Universitat de Barcelona i els Jardins Botànics de Sydney.
La termogènesi se sol associar amb els animals, però algunes plantes també han desenvolupat aquesta habilitat. Aquest procés metabòlic permet que certes parts de la planta, com les flors i les inflorescències (agrupacions de flors), elevin la seva temperatura per sobre de la de l’ambient. La calor que generen ajuda a volatilitzar i dispersar les fragàncies florals i altres compostos químics que atrauen insectes com escarabats, mosques i trips cap a les plantes, facilitant la seva pol·linització. A més, la termogènesi estabilitza el desenvolupament dels òrgans reproductius en climes freds i facilita el creixement dels tubs pol·línics.
“Les nostres troballes suggereixen que la termogènesi en plantes és un fenomen més antic del que es pensava”, explica David Peris, investigador de l’IBB i primer autor de l’estudi. “Fa 200 milions d’anys, la diversificació d’angiospermes, les plantes amb flors, encara no havia passat. Per això, la termogènesi podria haver estat un factor crucial en l’èxit evolutiu de les plantes amb llavors en general, i en les plantes amb flors en particular, i també en el dels pol·linitzadors”.
Un descobriment amb implicacions evolutives
A les plantes termogèniques, les estructures femenines maduren abans que les masculines per evitar l’autofecundació. Aquesta característica s’identifica als grups actuals d’angiospermes més primitius, on els estams i els carpels (les parts reproductives masculines i femenines respectivament) es tancaven per separat en petites cambres. A més, el fet que algunes plantes fòssils tinguessin càmeres reproductives que podrien haver atrapat insectes pol·linitzadors suggereix que aquesta característica ja existia a les plantes abans de l’aparició de les flors.
Les estructures reproductives grans, com periants o cons, també podrien indicar termogènesi, ja que retenen millor la calor. Aquest estudi ha permès als científics identificar quins són els llinatges de plantes fòssils que podrien haver tingut activitat termogènica, suggerint que la termogènesi ha estat present a les plantes amb llavors durant més temps del que es pensava.
Segons assenyala la investigació, la capacitat de generar calor podria haver donat a certes plantes del Mesozoic, fa més de 200 milions d’anys, un avantatge competitiu davant les plantes no termogèniques en atraure els insectes pol·linitzadors de manera més eficient, contribuint així a el seu èxit reproductiu. Aquesta estratègia d’atracció de pol·linitzadors podria haver precedit altres, com els colors cridaners de les flors, i haver estat influenciada pels canvis climàtics del passat. A més, la termogènesi està estretament vinculada a l’emissió de fragàncies, un altre factor crucial a l’atracció d’insectes.
Aquest estudi obre noves vies per explorar com van influir aquestes interaccions en la diversificació de les plantes i els seus pol·linitzadors al llarg de la història evolutiva. “La termogènesi en plantes no és només una curiositat botànica,” assenyala Iván Pérez-Lorenzo, investigador de l’IBB i també participant a l’estudi, “sinó que es tracta d’un factor important que ha contribuït a l’èxit dels dos grups d’organismes més diversos actualment: els insectes i les angiospermes, i té implicacions clau per entendre l’evolució de les estratègies de pol·linització”.
Article de referència:
Peris, D., Postigo-Mijarra, J. M., Peñalver, E., Pellicer, J., Labandeira, C. C., Peña-Kairath, C., Pérez-Lorenzo, I., Sauquet, H., Delclòs, X., & Barrón, E. The impact of thermogenesis on the origin of insect pollination. Nature Plants. DOI: 10.1038/s41477-024-01775-z
IBB Comunicació / CSIC Comunicació
La termogènesi està present en plantes com la ‘Macrozamia communis’, que eleven la temperatura dels seus òrgans reproductors quan estan en floració per atraure insectes pol·linitzadors. / R. Oberprieler