Canlı renkler ve davetkar kokular bitkilerin tozlaştırıcıları çekmek için kullandığı araçlardan sadece birkaçı. Ancak bilim dünyası, bazı bitkilerin ısı üreterek böcekleri kendine çektiğini ve tozlaşmayı kolaylaştırdığını ortaya koyan yeni bir çalışmayla şaşkınlık yaşıyor. Bu durumun, milyonlarca yıl önce bitki krallığında ortaya çıkan ilk tozlaştırıcı çekme stratejilerinden biri olabileceği düşünülüyor.
Bu bitkiler, Jurasi döneminden bu yana nispeten az evrimleşmiş bir bitki grubu olan sikadlardır. Isı üretme yeteneklerinin detayları, bitkiler ve üremeleri için güvendikleri tozlaştırıcılar arasındaki büyüleyici ortak evrimi aydınlatıyor. Bilim insanları, 'çiçek yaprakları ve parfümden çok uzun zaman önce', bitkilerin ve böceklerin birbirlerini ısıyı hissederek bulduğunu belirtiyor.
Bilim insanları, on yıllardır sikadlar dahil olmak üzere bazı bitkilerin ısı üretebilme (termojenik) yeteneğine sahip olduğunu biliyorlardı. Hatta bazı türler, çevre sıcaklığından 35 derece Santigrat'a kadar daha yüksek sıcaklıklar üretebiliyor. Bu durum, ısı üretmenin getirdiği yüksek maliyetin bir fayda sağlaması gerektiği fikrini doğurmuş.
Sikadlar, ağaç eğrelti otlarına benzese de akraba değillerdir. Silindirik gövdeleri, tepeden çıkan sert, tüy şeklinde yaprakları ve üreme yapısı olarak kullanılan kozalakları vardır. Ayrıca, bireysel bitkilerin sadece erkek veya dişi gamet ürettiği ayrı eşeyli bitkilerdir. Erkek bitkiler polen üreten kozalaklar, dişi bitkiler ise tozlaştığında tohuma dönüşen yumurtacıkları üreten kozalaklar geliştirir.
Isı üretimi kozalaklarla sınırlı olduğundan, termogenez için bir üreme stratejisi makul bir hipotez gibi görünüyordu. Ancak bunu kanıtlamak zordu. Araştırmacılar, çalışmalarını Meksika'da bulunan ve tozlaşması için tamamen Rhopalotria furfuracea adlı bir böcek türüne bağımlı olan Zamia furfuracea türü üzerinde yoğunlaştırdılar.
Termal görüntüler alan araştırmacılar, kozalakların sıkı bir sirkadiyen ritme göre, her gün aynı saatte ısındığını keşfettiler. Öğleden sonra ortası civarında başlayan sıcaklık, erkek kozalaklarda yükselerek zirveye ulaşıyor ve ardından düşüyor. Dişi kozalaklar ise üç saat sonra ısınıyor. Bu döngü her 24 saatte bir tekrarlanıyor, bu da ışık, nem veya sıcaklıktan kaynaklanan ipuçlarından ziyade içsel bir genetik saatin süreci yönlendirdiğini gösteriyor.
Böceklerin davranışı ise durumu daha da ilginç kılıyor. Erkek kozalaklar ısındıkça böcekler onlara akın ediyor. Ardından, dişi kozalaklardaki sıcaklık yükseldiğinde, böcekler buna uyum sağlayarak polen taşıyor. Bilim insanları, 'Erkek ve dişi bitkilerin sirkadiyen kontrollü bir şekilde ısındığını ve bunun böcek hareketleriyle kilitlendiğini görmek, bunun muhtemelen tozlaşmayla ilgili olduğuna dair ilk ikna edici kanıtlardan biriydi' diyor.
Hem bitkiler hem de böcekler üzerindeki daha yakın incelemeler, bu büyüleyici simbiyozu yönlendiren biyolojik mekanizmaları ortaya çıkardı. Bitkilerde, AOX1 adlı bir gen aşırı hızlanarak, mitokondrilerin normal ATP üretimini atlıyor ve bu motorların yakıtı doğrudan ısıya dönüştürmesini sağlıyor. Bu da böcekleri çeken sabit, sürekli sıcaklık artışlarını üretiyor.
Bu sırada böceklerin anten uçlarında, yılanlar gibi diğer hayvanlarda ısı algılama mekanizması olan TRPA1 iyon kanalını kullanarak termal kızılötesi radyasyona doğrudan tepki veren koelokonik sensilla adı verilen sensörler bulunuyor. Çevresel ipuçlarını ortadan kaldırarak, araştırmacılar böceklerin gerçekten ısıya yöneldiğini doğruladılar. İyon kanalının devre dışı bırakılması, böceklerin aynı uyarıya tepki vermesini engelledi ve TRPA1 ısı algılaması ile tozlaşma arasında gözlemlenen ilk doğrudan bağlantıyı sağladı.
Günümüzde dünyada sadece 300 sikad türü kalmış durumda ve bunların çoğu nesli tükenme tehlikesi altında. Bu durumun bir nedeni, 112 ila 93 milyon yıl önce baskın hale gelen çiçekli bitkilerin ortaya çıkışı olabilir. Kızılötesi sadece tek bir kanal sinyali sunarken, renkler neredeyse sonsuz kombinasyon sunar. Çiçekli bitkiler çeşitlendikçe ve böcekler daha zengin renk görüşü geliştirdikçe, sikadların daha basit termal sinyalleri bir dezavantaj haline gelmiş olabilir.
Ayrıca, çiçekli bitkilerin çoğalmasıyla böcekler de daha karmaşık renk görüşü ve duyusal yetenekler geliştirirken, sikad tozlaştırıcı böcekler gece kızılötesi ipuçları için özelleşmiş kaldı.
Bitkiler, simbiyotik organizmalar, tozlaştırıcılar, avcılar ve bazı durumlarda avları arasındaki etkileşimlerin insanlar tarafından anlaşılması zor. Bu bulgu, yüzeyin sadece küçük bir kısmını kazımaya başladığımızı gösteriyor. Bilim insanları, 'Bu, bitkilerin ve hayvanların daha önce bilmediğimiz bir iletişim boyutu kullandığını gösteriyor. Koku ve rengi biliyorduk ama kızılötesinin bir tozlaşma sinyali olarak hareket edebileceğini bilmiyorduk' diyor.
