Narzekasz na zimno? Ten kwiat poradził sobie i sam potrafi się ogrzać

Niektóre rośliny potrafią się rozgrzać nie gorzej niż ciepłokrwiste zwierzęta. Mogą mieć temperaturę nawet o 30 stopni Celsjusza wyższą niż otoczenie!

Helicodiceros muscivorus, który rośnie na Korsyce, zadziwia naukowców. „Jego kwiat pachnie jak południowy koniec konia, który zmierzał na północ” – żartuje prof. Roger Seymour z australijskiego University of Adelaide. Jest zoologiem, a rośliny, które bada – takie jak Helicodiceros – przypominają zwierzęta nie tylko zapachem. Potrafią bowiem produkować ciepło.

Większość przedstawicieli roślin ma temperaturę otoczenia. Ich wolny metabolizm nie pozwala na ogrzewanie tkanek. Ale z tej reguły wyłamuje się kilkaset  gatunków. W tej grupie wyjątkowe właściwości ma właśnie cuchnący Helicodiceros. Jego czerwone kwiaty wytwarzają więcej ciepła niż jakakolwiek poznana do tej pory roślina. Szybciej ogrzewają się tylko mięśnie niektórych owadów podczas lotu i tzw. brązowa tkanka tłuszczowa występująca u gryzoni. Komórki kwiatu uzyskują energię ze spalania węglowodanów, a energia ta zamieniana jest w ciepło.

Cuchnące więzienie

Pierwsze opisy „ciepłokrwistych” roślin pochodzą sprzed 200 lat, ale naukowcy nadal badają to zjawisko. Zdolności do podgrzewania tkanek mają tylko kwiaty, czyli organy służące do rozmnażania. I nie jest to przypadek.

Nad świeżo rozwiniętymi kwiatami Helicodiceros muscivorus unosi się rój much. Wśród lotnych substancji wydzielanych przez roślinę znajdują się m.in. organiczne związki siarki, zapachem do złudzenia przypominające fetor zdechłej mewy. Receptory chemiczne na czułkach muchy nie są w stanie ich rozróżnić, owad jest więc przekonany, że ląduje na padlinie, która da pożywienie jego larwom.

W wyższej temperaturze – a w przypadku H. muscivorus osiąga ona ok. 30 st. Celsjusza – zapach intensywniej się rozchodzi w otoczeniu i przyciąga więcej much. Grzejnikiem jest tu kolba otoczona kolorową pochwą. Wiele much schodzi do mocno zwężonej nasady pochwy, która skrywa męskie i żeńskie kwiaty. Owady, które tu dotarły, nie mogą wyjść, ponieważ drogę powrotną odcinają im specjalne wyrostki.

W czasie pierwszego dnia kwitnienia tylko żeńskie kwiaty są dojrzałe. Gramoląc się i próbując uciec z pułapki, muchy zapylają je pyłkiem, który przypadkowo przyniosły z innych okazów tej rośliny. Drugiego dnia kwitnienia dojrzewa męska część kwiatostanu. Dopiero teraz blokada z wyrostków więdnie, więc muchy obsypane świeżym pyłkiem mogą polecieć dalej. Odwiedzają kolejną roślinę, gdzie dają się nabrać na tę samą sztuczkę.

Pszenica bez ogrzewania

Czy rośliny uprawne można nauczyć wytwarzania ciepła? Odporność na przymrozki byłaby bardzo pożądana w chłodnych rejonach świata. Nie jest to jednak takie proste. Roślina musi najpierw wyprodukować dużo paliwa, a także znaleźć sposób na zatrzymanie ciepła. Choć większość gatunków ma geny pozwalające na wytwarzanie ciepła, pozostają one nieaktywne. Kwiaty sagowców czy filodendronu są wystarczająco duże, by się nagrzać. Łatwiej zatrzymują ciepło, ponieważ im większy jest organizm, tym wolniej stygnie. Mają też duży zapas skrobi, cukrów i tłuszczów. Mogą je zatem rozrzutnie zużywać przez kilka godzin w ciągu doby. Kwiaty roślin uprawnych są niewielkie, więc zamiast się nagrzewać, szybko oddawałyby energię otoczeniu.

 

Trujące opary

Intensywny, odpychający odór unosi się także nad kwitnącymi zaroślami australijskiego sagowca z gatunku Macrozamia lucida. Przypomina on nieco palmę, a jego kwiaty są podobne do szyszek jodły. Kwiaty męskie pojawiają się na innych roślinach niż żeńskie i potrafią podnieść swoją temperaturę do 38 st. C – o cztery stopnie powyżej temperatury powietrza.

Ogrzewanie włącza się o godz. 11 i wyłącza o godz. 15, jak w zegarku.

Sagowiec nie zdaje się na ślepy los przy zapylaniu swoich kwiatów, które pojawiają się raz na rok lub raz na kilka lat. Angażuje do tego wciornastki – niewielkie owady, których zachowaniem sprytnie manipuluje. Są one amatorami pyłku sagowca, po który wciskają się między łuski kwiatów. Ale przytulny, ciepły karmnik szybko staje się dla nich śmiertelnie niebezpieczną pułapką. Im szyszka bardziej się nagrzewa, tym intensywniej wydziela silnie pachnący beta-mircen (olejek eteryczny z grupy terpenów), który w dużym stężeniu jest zabójczy dla wciornastków. Utytłane w pyłku owady uciekają, ratując się przed zagazowaniem.

Po godz. 15 szyszka stygnie, zapach słabnie, a wciornastki wracają, gdyż beta-mircen w małych ilościach je wabi, a nie jest szkodliwy. Niektóre owady w poszukiwaniu smacznego pyłku trafiają do delikatnie pachnących tym samym chemicznym wabikiem kwiatów żeńskich i zapylają je. I tak dzień po dniu przez dwa tygodnie.

Sztuczka z podnoszeniem temperatury jest dziś rzadka. Wszystkie rośliny kwiatowe wytwarzające ciepło to ewolucyjnie stare gatunki – uważa prof. Leonard Thien z Tulane University w Nowym Orleanie. Sagowce pojawiły się w okresie permu ponad 250 mln lat temu. Główna korzyść to wspomaganie zapylania – wraz z ciepłem dalej rozchodzi się zapach wabiący owady. Niewykluczone też, że dzięki podwyższonej temperaturze roślina taka jak Helicodiceros bardziej przypomina zdechłe zwierzę. Procesy gnilne powodują wzrost temperatury, która może przyciągać muchy.

Ciepło i przytulnie

Inną strategię przyjął brazylijski filodendron z gatunku Philodendron selloum. Ma białe okazałe kwiaty, długie na 30 cm i wyraźnie ciepłe w dotyku. Termometr włożony do ich wnętrza wskazuje nawet 36 st. C. Oprócz systemu ogrzewania roślina ta ma także sprawny termostat. Dzięki niemu temperatura kwiatów jest wyrównana przez dwie noce bez względu na warunki otoczenia. Po szczegółowych badaniach okazało się, że utrzymuje się ona w granicach 30–36 st. C, nawet jeśli podczas eksperymentów w laboratorium schłodzono powietrze do 4 st. C.

Badając tę roślinę prof. Seymour odkrył, że zapylają ją głównie duże chrząszcze. Owady te pozostają w ciepłym wnętrzu kwiatu przez całą dobę. Pożywiają się bogatymi w skrobię częściami kwiatostanu i kopulują. Muszą dużo jeść, bo szybko tracą ciepło. Gdyby nie komfortowe warunki, jakie mają w podgrzewanych kwiatach filodendronu, musiałyby zużywać nawet do  75 proc. energii więcej.

Ciepłe kwiaty ma także wodny gatunek – lotos orzechodajny (Nelumbo nucifera). Prof. Seymour odkrył, że i ta roślina podczas kwitnienia utrzymuje temperaturę między 30 a 36 st. C, podczas gdy temperatura powietrza waha się w granicach 10–45 st. C. U lotosu grzejnikiem jest duże dno kwiatowe. Kwitnienie trwa cztery dni. Płatki są ruchome – w nocy składają się, tworząc szczelny pąk. To idealne ciepłe schronienie dla zapylających je chrząszczy.

 

Badacz postanowił sprawdzić, co włącza ogrzewanie u lotosu – cykl dnia i nocy czy temperatura otoczenia? Pojedyncze kwiaty zamknął w przezroczystych pojemnikach. Odizolowane w ten sposób rośliny były schładzane w ciągu dnia, a ogrzewane w ciągu nocy, czyli odwrotnie niż w naturze. Okazało się, że „termostat” lotosu śledzi zmiany temperatury otoczenia i odpowiednio do nich włącza system ogrzewania.

Ciepłe rośliny w domu

Sztukę produkowania ciepła opanowały także popularne rośliny pokojowe, krewne filodendronu – difenbachie, monstery i skrzydłokwiaty. Robią to jednak na mniejszą skalę. Philodendron selloum hodowany w pomieszczeniach w ogóle nie zakwita. Prawdopodobnie dzieje się tak, ponieważ w takich warunkach ma zbyt mało światła.

Nocne kluby  kontra fast foody

Zdaniem prof. Seymoura rośliny takie płacą ciepłem za przeniesienie pyłku. Ich kwiaty to nocne kluby dla owadów. Zamykają się na kilka godzin, by zapewnić zapylaczom przytulne schronienie na noc, a potem je uwalniają. Jednak ta strategia okazała się mało skuteczna. Zwykły, „chłodny” kwiat, który proponuje szybki łyk nektaru lub przekąskę z pyłku, a potem od razu pozwala owadom odlecieć, lepiej za pośrednictwem owadów rozsiewa swój pyłek. Wygląda więc na to, że w świecie roślin nocne kluby zostały zastąpione przez fast foody.

Ale zdolność wytwarzania ciepła może też mieć inne zalety. Być może pozwoliła niektórym gatunkom roślin opanować chłodniejsze regiony. Przekonuje o tym spotykana w lasach Ameryki Północnej Symplocarpus foetidus, czyli skupnia, zwana przez Amerykanów kapustą skunksa. Oczywiście ta nazwa nie jest przypadkowa, bo roślina ta cuchnie równie okropnie jak inne rośliny zapylane przez muchy. Jej kwiaty są wrażliwe na mróz, ale pojawiają się, gdy na ziemi leży jeszcze śnieg. Przy temperaturze minus 15 st. C termometr włożony do kwiatu skupni wskazuje plus 15 stopni. Roślina skutecznie topi wokół siebie śnieg.

Na drzewie genealogicznym roślin nie widać wyraźnej granicy, poza którą „ciepłokrwiste” kwiaty już nie występują. Ta cecha pojawia się w kilku młodszych ewolucyjnie liniach, takich jak obrazkowate czy palmy. Podczas kwitnienia ciepło włączają m.in. magnolie, kokornak wielkolistny, flaszowiec siatkowaty i anyż gwiazdkowaty. A także wiktoria królewska – bylina wodna, którą obsadzano  XIX-wieczne stawy. Badania nad tymi roślinami trwają i być może przyniosą nam kolejne ciepłe niespodzianki.