As cicadáceas possuem cones polinizadores que abrigam gametas masculinos e femininos, mas essas estruturas também são locais de intensa termogênese, impulsionada por mitocôndrias particularmente ativas e sincronizadas por um relógio circadiano. Todas as tardes, os cones aquecem rapidamente, por vezes várias dezenas de graus acima da temperatura ambiente, antes de arrefecerem à noite.
Essa habilidade não era originalmente um artifício sensorial. Como explica Wendy Valencia-Montoya, primeira autora do estudo, “a termogênese provavelmente emergiu como um subproduto fisiológico do metabolismo antes de ser cooptada como um sinal de comunicação“Há mais de 200 milhões de anos, as cicadáceas eram muito mais diversas do que hoje, em ecossistemas onde a maioria dos insetos eram noturnos.os sinais metabólicos eram indiscutivelmente mais visíveis ou confiáveis para esses polinizadores.”
Besouros da espécie Rhopalotria furfuracea revestidos com corantes fluorescentes UV. O besouro no centro se aproxima da entrada de um cone feminino da cicadácea Zamia furfuracea, cujos cones produzem calor durante a polinização. As fissuras horizontais nos cones, que servem como pontos de entrada, são geralmente mais quentes e orientam a polinização. Créditos: Michael Calonje.
Análises realizadas numa ampla gama de espécies do género Zamia mostram que este pico térmico diário é conservado, energeticamente dispendioso e estritamente limitado aos órgãos reprodutivos. O estudo também detalha como esse calor se propaga na forma de infravermelho, um modo eficaz de comunicação no escuro, quando as cores são menos visíveis.
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É também um sinal que os polinizadores interpretam imediatamente. Seguindo os movimentos dos besouros Rhopalotria E Faraxonotaos pesquisadores mostram que eles convergem sistematicamente para a zona mais quente do cone, depois deixam os cones masculinos quando a temperatura cai para se dirigirem aos cones femininos.
Besouros equipados para detectar calor
Por que esses insetos percebem tão bem o infravermelho? Os autores revelam que as pontas de suas antenas carregam sensilas especializadas, abrigando neurônios equipados com um canal iônico muito sensível ao calor: TRPA1(B). Este receptor, cuja estrutura varia de uma espécie para outra, reage às temperaturas precisas emitidas pelos cones que polinizam: “Observamos variação no receptor TRPA1 (B) não apenas entre espécies de besouros, mas também dentro da mesma espécie, mesmo que as consequências funcionais desta diversidade ainda não tenham sido testadas.“, explica o cientista.
Em teoria, ela explica: “uma variação na sensibilidade térmica poderia modular a fidelidade de um polinizador em relação a um determinado hospedeiro“, fortalecendo assim os pares planta-inseto ao longo do tempo. Os pesquisadores observam que essas afinidades térmicas parecem ter se estabilizado ao longo de milhões de anos, sugerindo uma coevolução próxima.
Imagem térmica de dois cones masculinos da cicadácea Zamia furfuracea. Os cones aquecem quando o pólen é liberado. Certas áreas dos cones podem aquecer de forma diferente, e estas variações servem como pistas para a polinização. Créditos: Wendy Valencia-Montoya.
Os dados fósseis situam o aparecimento desta estratégia no Permiano, há cerca de 275 milhões de anos, muito antes das flores invadirem as paisagens, há cerca de 130 milhões de anos. Com a chegada das angiospermas e de novos polinizadores diurnos com visão mais rica, a cor suplantou gradualmente o calor.
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No entanto, o infravermelho não desapareceu da caixa de ferramentas das plantas. “Muitos polinizadores, de besouros a mariposas e algumas abelhas, interagem com flores em ambientes com pouca luz, ao entardecer ou dentro de câmaras de flores“, lembra Wendy Valencia-Montoya. Nessas condições, “o calor pode fornecer informações confiáveis sobre a maturidade de uma flor ou disponibilidade de néctar“. Mas “sinais térmicos são provavelmente ameaçados pelo aquecimento global“, ela conclui.