إذا أراد النبات التكاثر، فهناك عدد من الحيل التي يمكنه استخدامها لجذب الحشرة الملقحة. ويمكن أن تعرض أزهارًا ذات ألوان مبهجة لتلفت انتباههم، أو تروق أنوفهم برائحة حلوة أو نفاذة.

ثم هناك السيكاسيات. تشبه هذه النباتات الاستوائية التي يبلغ عمرها 250 مليون عام أشجار النخيل وتتكاثر بهياكل تشبه مخاريط الصنوبر. ولتأمين الجيل القادم، تصبح ساخنة.

يغري توهجها الدافئ عند الغسق الخنافس باستخدام هوائيات فريدة تعمل بالأشعة تحت الحمراء في علاقة قديمة جدًا قد تكون أساس كل عمليات التلقيح كما نعرفها، وفقًا دراسة نشرت يوم الخميس في المجلة العلوم.

"إذا فكرت في الشكل الذي كان يبدو عليه الكوكب القديم عندما بدأت النباتات والحيوانات في التواصل لأول مرة، فقد كانت هناك إشارات أخرى مهمة"، كما قالت ويندي فالنسيا-مونتويا، عالمة الأحياء التطورية في جامعة هارفارد ومؤلفة الدراسة.

بعض النباتات، بما في ذلك اللون الوردي يمكن لزهرة اللوتس والرائحة العملاقة أن تسخن إلى درجات حرارة تتراوح بين 60 إلى 90 درجة فهرنهايت تقريبًا فوق المناطق المحيطة بها، وخاصة عندما يكون الجو باردًا جدًا بالخارج.

يعتقد علماء النبات بشكل أساسي أن هذا يساعد هذه النباتات على تعزيز فعالية إشارات الرائحة الخاصة بها أو توفير ملاذ مريح للملقحات.

لكن كان لدى الدكتور فالنسيا مونتويا حدس أن الحرارة يمكن أن تكون منارة في حد ذاتها. لقد حاولت إغراء الخنافس باستخدام مخاريط سيكادية زائفة مطبوعة ثلاثية الأبعاد يمكن التحكم بدرجة حرارتها - بدون رائحة أو لون أو ملمس يشبه السيكاد - في البرية، ووضعها بجوار السيكاديات الحقيقية. اجتذبت المغفلون مئات الملقحات.

مخاريط السيكاد ليست ساخنة دائمًا. وبدلاً من ذلك، فإنها تتبع دورات يومية من التدفئة والتبريد: تنتج المخاريط الذكورية المحملة بحبوب اللقاح موجة كبيرة من الحرارة في وقت متأخر بعد الظهر، ثم تسخن المخاريط الأنثوية أثناء التبويض بعد حوالي ثلاث ساعات، وتبرد عند غروب الشمس.

يوجه التلقيح بالدفع والجذب الخنافس خلال خطوات تكاثر النبات، من الذكر إلى الأنثى.

وبما يبدو كما لو أن أجزاء مختلفة من المخاريط تسخن في أوقات مختلفة، فإن تغير درجة الحرارة يرشد الخنافس أيضًا إلى كيفية دخولها. المخاريط. قال الدكتور فالنسيا مونتويا: "بطريقةٍ ما، تساعدك هذه الإشارات على الوصول بسرعة كبيرة إلى المكان الذي يجب أن تذهب إليه".

لكن الإشارة ليست مجرد الدفء المنبعث من المخاريط. وهي أيضًا علامة الأشعة تحت الحمراء للحرارة، وهي غير مرئية للعين البشرية ولكن يمكن استشعارها بواسطة هوائيات الخنفساء. قامت الدكتورة فالنسيا مونتويا بتكرار تجربة المخروط المطبوع ثلاثي الأبعاد في المختبر من خلال تغطية المخروط بمادة سميكة ولكن شفافة؛ لم تتمكن الخنافس من الشعور بالحرارة، لكنها تمكنت من رؤية إشارة الأشعة تحت الحمراء.

في الواقع، عندما قام الفريق بتحليل قرون الاستشعار لنوعين من الخنافس التي تقوم بتلقيح السيكاديات المختلفة، وجدوا أنها مليئة بنفس الجينات التي تسمح للثعابين والبعوض بمطاردة الفريسة عن طريق استشعار حرارة الجسم.

تم ضبط أجهزة الاستشعار الخاصة بالنوعين من الخنافس بطرق مختلفة قليلاً للكشف عن التوقيعات المحددة للسيكاد المفضلة لديهم.

"الآن سأبدأ بالبحث عن هذا في الخنافس الأخرى"، قال برونو دي ميديروس، مساعد أمين الحشرات في المتحف الميداني في شيكاغو، والذي لم يشارك في الدراسة. وهو يتساءل عما إذا كانت الحشرات الملقحة الأخرى تكتشف الاختلافات الحرارية في النباتات التي تفضلها.

نظرًا لأن السيكاسيات تشكل نصف جميع النباتات التي ترتفع درجة حرارتها، ولأن معظم هذه السلالات هي من بين أقدم السلالات التي يتم تلقيحها بواسطة الحيوانات، فقد يكون تبادل الإشارات المكتشف حديثًا سرًا أساسيًا لكيفية بدء العلاقة بين النباتات والملقحات منذ ملايين السنين.

"إنها ليست إشارة نعرفها، لأنها ليست إشارة نختبرها بالطبع، قال نيكولاس بيلونو، عالم الأحياء الجزيئية في جامعة هارفارد والذي شارك في الدراسة: "لقد تبين أنها الأقدم التي تؤدي إلى ظهور الأنواع الأخرى".

بينما كان إنتاج الحرارة مهمًا على الأرجح لتطور التلقيح وربما يسبق تطور العديد من الزهور الملونة المنقوشة، قال خبراء آخرون إن ذلك لم يكن كافيًا لاستنتاج أنه كان الشكل الأصلي للزهور. التلقيح.

"أنا لا أتفق مع فكرة أن هذه كانت الشخصية"، قال ديفيد بيريس، عالم الحفريات في معهد النباتات في برشلونة والذي كتب مراجعة في 2024 حول تطور إنتاج الحرارة في النباتات.

كانت الخنافس من بين أقدم الملقحات الحشرية المعروفة قبل تطور النباتات المزهرة، لكن الدراسات تظهر لم يكونوا بمفردهم. تشير السجلات إلى أن العديد من أنواع التربس والذباب كانت تقوم بتلقيح النباتات المخروطية منذ 145 مليون سنة أيضًا. ويقوم التربس والعث أيضًا بتلقيح السيكاسيات الآن.

"هل يعني ذلك أن جميعها كانت لديها أجهزة كشف الأشعة تحت الحمراء حتى تطور اللون؟ لا أعتقد ذلك"، قال الدكتور بيريس، الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة. وقال إنه لا ينبغي تجاهل تعزيز الحرارة لرائحة النبات.