El calor generado por los tejidos de algunas plantas ha jugado un papel crucial en la historia evolutiva de la polinización por insectos
• Un nuevo estudio sugiere que la capacidad de algunas plantas para generar calor, conocida como termogénesis, ha jugado un papel clave en la atracción de insectos polinizadores durante al menos 200 millones de años.
• La investigación, que compara plantas modernas con sus antepasados en el registro fósil, revela que ciertas plantas desarrollaron la capacidad de producir calor, una adaptación crucial en la coevolución entre plantas e insectos, desde el Jurásico, y posiblemente mucho antes.
La termogénesis es un proceso por el cual los organismos generan calor internamente. Aunque suele asociarse con los animales, algunas plantas también han desarrollado esta habilidad. Este proceso metabólico permite que ciertas partes de la planta como las flores e inflorescencias, eleven su temperatura por encima de la del ambiente. Actualmente, estas plantas, que incluyen cícadas y algunas angiospermas (plantas con flor), dependen de insectos para la polinización. El calor que generan ayuda a volatilizar y dispersar las fragancias florales y otros compuestos químicos que atraen a insectos como escarabajos, moscas y trips hacia las plantas. Además, la termogénesis estabiliza el desarrollo de los órganos reproductivos en climas fríos y facilita el crecimiento de los tubos polínicos.
Evidencias en el registro fósil
Aunque la termogénesis no se puede conservar directamente en el registro fósil, los científicos pueden inferir su presencia en plantas antiguas al estudiar estructuras anatómicas similares a las de las plantas termogénicas actuales. Un nuevo estudio liderado por el Instituto Botánico de Barcelona (IBB), centro mixto del CSIC y del Consorci Museu Ciències Naturals de Barcelona, en colaboración con la Universidad Complutense de Madrid y otras instituciones como el Instituto Geológico y Minero de España (IGME–CSIC), el Smithsonian Institution, la Universidad de Barcelona y los Jardines Botánicos de Sídney, ha examinado las características de las plantas termogénicas actuales y las ha comparado con los linajes de plantas fósiles.
«Nuestros hallazgos sugieren que la termogénesis en plantas es un fenómeno más antiguo de lo que se pensaba anteriormente,» explica David Peris, investigador del IBB y primer autor del estudio. «Hace 200 millones de años, la diversificación de las plantas con flores aún no había ocurrido. Por eso, la termogénesis podría haber sido un factor crucial en el éxito evolutivo de las plantas con semillas en general, y en las plantas con flores en particular, y también en el de sus polinizadores.«
Un descubrimiento con implicaciones evolutivas
En las plantas termogénicas, las estructuras femeninas maduran antes que las masculinas para evitar la autofecundación. Esto se relaciona con las líneas de divergencia temprana de las angiospermas, que tenían cámaras florales donde se cerraban los estambres y los carpelos de manera independiente. También la presencia de cámaras reproductivas en plantas fósiles que podrían haber capturado a los insectos polinizadores, sugiere que esta característica ya existía en el pasado.
Las estructuras reproductivas grandes, como periantos o conos, también podrían indicar termogénesis, ya que retienen mejor el calor. Este estudio ha permitido a los científicos identificar cuáles son los linajes de plantas fósiles que podrían haber tenido actividad termogénica, sugiriendo que la termogénesis ha estado presente en las plantas con semillas durante más tiempo de lo que se pensaba.
La capacidad de generar calor pudo haber dado a ciertas plantas del Mesozoico, hace más de 200 millones de años, una ventaja competitiva frente a las plantas no termogénicas al atraer a los insectos polinizadores de manera más eficiente, contribuyendo así a su éxito reproductivo. Esta estrategia de atracción de polinizadores podría haber precedido a otras, como los colores llamativos de las flores, y haber sido influenciada por los cambios climáticos del pasado. Además, la termogénesis está estrechamente vinculada a la emisión de fragancias, otro factor crucial en la atracción de insectos.
Este estudio abre nuevas vías para explorar cómo estas interacciones influyeron en la diversificación de las plantas y sus polinizadores a lo largo de la historia evolutiva. «La termogénesis en plantas no es solo una curiosidad botánica,» señala Iván Pérez-Lorenzo, investigador del IBB y también participante en el estudio, «si no que se trata de un factor importante que ha contribuido al éxito de los dos grupos de organismos más diversos en la actualidad: los insectos y las angiospermas, y tiene implicaciones clave para entender la evolución de las estrategias de polinización.«
Artículo de referencia:
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. (2024). The impact of thermogenesis on the origin of insect pollination. Nature Plants. DOI: 10.1038/s41477-024-01775-z
