Dacă ar trebui să ghiciți ce organism posedă spermă cu 40.000 de cozi, ce ați ghici? Elefantul? Balenă? Chuck Norris? Ați fi ghicit că aparține unei plante?
Aceasta este sperma de Zamia roezlii. Are o franjură de zeci de mii de flageli, asemănătoare unei rochii de flapper, pentru a-și turbo-încărca drumul spre ouă.* Faptul că o plantă ar trebui să posede spermă cu o asemenea putere este cu atât mai surprinzător cu cât majoritatea plantelor au spermă fără coadă. Un bob de polen este de fapt o mică plantă haploidă numită gametofit masculin. La cele mai multe plante cu flori și conifere, un grăunte de polen produce doi spermatozoizi fără coadă care se deplasează pe un tub de polen săpat pentru a ajunge la gametofitul feminin îngropat în interiorul unui con sau al unei flori – nu este nevoie de coadă.
Plantele ancestrale tind să aibă spermatozoizi care înoată, deoarece plantele terestre au evoluat din algele verzi acvatice, unde înotul – și fertilizarea – au fost ușoare. Câteva plante ancestrale, cum ar fi mușchii, încă mai au spermatozoizi cu coadă și se bazează pe o peliculă apoasă de pe suprafața plantei pentru ca sperma să ajungă din punctul A în punctul B. Dar sunt atât de slabi înotători încât unii mușchi recurg la planul B: fac frunze speciale pliate în mici cupe de stropire, iar atunci când o picătură de ploaie aterizează în ele, arhitectura lor aruncă sperma din interior spre cer în încercarea de a o expedia prin Fed-Ex în apropierea unei femele receptive. Așadar, sperma de plantă înotătoare turboalimentată este cu siguranță o ciudățenie.
A cărei plante aparține această spermă impresionant de dotată? Un cycad.
OK, deci ce este un cycad? Acesta este un cycad.
Nu ouă de dinozaur – dar ceva ce dinozaurii ar fi putut vedea. Creative Commons kiryna. Faceți clic pe imagine pentru licență și link.
Iată cum arată de obicei în profil. Acestea sunt cicade mature, juvenile și răsaduri ale aceleiași specii.
Creative Commons Esculapio; Click pe imagine pentru licență și link.
Cicadele sunt vechi. Foarte vechi. Ele au fost plantele dominante în timpul mezozoicului, epoca dinozaurilor, așa cum se vede în nenumărate picturi murale antice. Cel puțin asta a fost dogma pentru mulți, mulți ani. Dar recent a fost publicat un studiu foarte mediatizat care subminează această idee – dacă o privești într-un anumit fel. Dar înainte de a ajunge la asta, să ne uităm la ce sunt cicadele și la biologia lor surprinzătoare.
Denumite uneori palmieri sago, cicadele nu sunt în niciun caz palmieri. Palmierii sunt plante cu flori. Cicadele, ca și pinii și arbuștii de ienupăr, sunt gimnosperme – plante cu „semințe goale”. Cu alte cuvinte, ele produc semințe, dar nu produc flori sau fructe pentru a aduce aceste semințe pe lume sau pentru a le trimite pe drumul lor. Semințele au fost o mare inovație evolutivă pentru plante, deoarece le-au permis să împacheteze un mic embrion de plantă care a început deja să se dezvolte – poate chiar și o mică rădăcină și câteva frunze mici – cu puțină hrană depozitată într-o coajă rezistentă la deshidratare.
Semințele sunt un mod de a oferi unei plante tinere un start în viață și puțină hrană pentru drum, nu foarte diferit de inovația relativ contemporană a ouălor amniote la vertebratele terestre. Sporii microscopici – metoda anterioară de dispersie folosită și astăzi de mușchi, licopode și ferigi – sunt mult mai predispuși să se usuce sau să aterizeze într-un loc mult prea neospitalier pentru germinare. Semințele ajută la creșterea șanselor de reușită.
O plantă de cycad este o coloană sau un trunchi de baze de frunze vechi, surmontate de un grup de frunze noi. Frunzele de cycad sunt minunate de atins, dacă aveți vreodată ocazia. Strâmbe, corpolente, rezistente și adesea de culoare verde-albastră, există ceva încântător de primitiv în felul în care se simt (deși, trebuie spus, mușchii mult mai vechi au frunze delicate și subțiri**).
Cicadele au, de asemenea, o simbioză interesantă cu cianobacteriile, numite și alge verzi-albastre, la fel ca unii licheni. Ele fac „rădăcini coraloide” speciale care cresc în sus într-un mod foarte puțin asemănător cu o rădăcină. În schimbul hrănirii, adăpostirii și ridicării simbioților lor cianobacterieni deasupra solului în interiorul acestor structuri, cianobacteriile furnizează cicadelor cel mai limitativ dintre bio-nutrienți: azotul fix.
Pe lângă faptul că au spermă super-încărcată, polenul cicadelor are un alt obicei interesant pe care îl împart cu ruda lor apropiată, Gingko. Atunci când polenul lor ajunge pe un con femelă (de obicei prin intermediul unei gărgărițe, al unui gândac sau al vântului), începe să se dezvolte într-un ovul. Odată ajunși acolo, ei trimit un tub lung într-o parte a ovulului numită nucel și trimit o structură haustorială care aspiră substanțele nutritive de la femela gazdă. Haustoriile sunt, de asemenea, folosite de ciupercile parazite care pătrund în plantele lor gazdă.
La cicade, tubul de polen haustorial sfârșește prin a distruge cea mai mare parte a țesutului în care pătrunde, deși acest țesut a) nu face parte din viitoarea sămânță și b) este, din punct de vedere tehnic, dispensabil, deoarece, odată ce un con este fertilizat, nu mai este folosit din nou. Dar imaginați-vă, dacă vreți, că de fiecare dată când spermatozoizii umani au aterizat într-un uter, aceștia s-au implantat în peretele uterin, au aspirat nutrienți și au crescut în mici organisme proprii pentru o vreme, și abia apoi au eliberat gameții care vor continua să fertilizeze ovulul. Asta ar trebui să vă dea o idee generală, oarecum neliniștitoare.
Ca majoritatea gimnospermelor, cicadele produc atât conuri masculine, cât și feminine, dar, spre deosebire de multe conifere, ele poartă doar conuri masculine sau feminine pe o anumită plantă. Altfel spus, există cicade fete și cicade băieți. Conurile feminine produc semințe, iar conurile masculine polen. În fotografia din partea de sus sunt conuri femele cu semințe în interior. Când le rupeți, deseori găsiți semințe viu colorate, ca aceasta, sau aceasta:
Dezmembrarea unui con de cycad. Una dintre semințele viu colorate este vizibilă în mâna subiectului. Creative Commons Sharktopus; click pentru licență și link.
Pentru că cicadele sunt de gen, asta înseamnă că este, de asemenea, posibil să sfârșești singur. Într-adevăr, așa cum Robert Krulwich a relatat recent pe blogul său, aceasta a fost soarta tristă a unui cicadat găsit în Africa în urmă cu 100 de ani și trimis la Grădinile Botanice Regale din Kew. Este un băiat. Și, dacă cineva nu găsește o femelă care să-i țină companie, va fi ultimul din specia sa.
Cicadele au primit puțină atenție în ultima vreme. Multe cicade conțin substanțe cancerigene sau neurotoxine sau ambele. În cartea Island of the Colorblind (Insula daltoniștilor), Oliver Sacks povestește despre pasiunea sa pentru cicade (o dragoste pe care o împărtășesc și eu) și despre investigația sa frustrantă cu privire la o misterioasă boală neurologică devastatoare în rândul locuitorilor din Guam, care ar putea fi legată de obiceiul lor de a zdrobi semințele pentru a face făină de cicade. În ultima vreme, suspiciunea a căzut asupra practicii de a mânca lilieci care ar putea avea neurotoxine concentrate de cycad în corpurile lor.
Aceasta ne readuce la problema vechimii lor. Fosilele de cycad datează cel puțin din Permian și, posibil, din Carbonifer, acum 320 de milioane de ani, epoca mlaștinilor gigantice formatoare de cărbune și a libelulelor de dimensiuni tulburătoare. Dar ele au înflorit în timpul mezozoicului – „epoca dinozaurilor” – și probabil că au fost mâncate și, cu siguranță, călcate în picioare de dinozauri. Este posibil să fi fost, de asemenea, primele plante polenizate de insecte, atunci când gândacii și-au luat obiceiul de a mânca – și, în general, de a trăi, de a se bălăci și de a răspândi în jur – polenul de cycad, o tradiție pe care o continuă și astăzi. Dar un studiu recent din Science raportat aici, aici și aici constată că, potrivit ADN-ului lor, cele 300 de specii moderne de cycad au evoluat cu doar 5-12 milioane de ani în urmă.
OK, deci speciile care trăiesc astăzi nu erau cele care trăiau în Mesozoic. Accept acest lucru. Asta, în sine, este o veste interesantă – diversitatea lor a scăzut în urma Marelui Impact și se pare că și-au revenit și s-au respecificat în timpul unui fel de schimbare climatică mondială. Dar autorii fac o remarcă importantă cu privire la faptul că nu putem numi cicadele „fosile vii”, deoarece nu sunt aceleași specii pe care le găsim în fosile.
Așteptați puțin. Încă arată ca niște cicade vechi. Ele încă fac semințe ca și cicadele antice. Spermatozoizii lor cu coadă încă trădează originea lor străveche și condiția ancestrală a tuturor plantelor terestre, probabil la fel ca și cicadele antice. Studiul spune: Sunt încă cicade. Și cicadele sunt încă vechi. Și astfel, după părerea mea, atunci când vizitați cicadele în grădinile botanice sau le vedeți în curtea cuiva, este încă în regulă să vă gândiți la ele ca fiind vechi și să vă imaginați aceste creaturi extraordinare printre dinozauri.
**ALERTĂ DE DIGESTIE TEHNICĂ ȘI ALERTĂ DE ȘAPTE BIONERDICE OPȚIONALE**
Înveți repede în biologie, ca și în viața noastră, aproape totul este o zonă gri. Viața este un continuum de formă și funcție. Încercăm să-i impunem o ordine conceptuală îngrijită pentru a ne fi mai ușor să o înțelegem și să discutăm, dar imediat ce am făcut acest lucru, găsim unele (sau multe!) creaturi care aruncă cu pietre în rotițe.
Să luăm, de exemplu, termenul de „specie”. Dacă vreți cu adevărat să aprindeți un chibrit într-o cameră plină de combustibil ideologic, cereți unui grup de biologi să definească acest termen. Mai bine, studiați viața suficient de mult timp și vă veți da seama că „specie” are înțelesuri complet diferite în rândul diferitelor grupuri de viețuitoare, și mai ales în rândul bacteriilor și arheilor, unde sexul între specii este obișnuit, iar mecanismele de definire a speciilor, cum ar fi izolarea reproductivă sau geografică, care funcționează destul de bine la animale, sunt adesea lipsite de sens.
Nu spun că ar trebui să renunțăm la conceptul de „specie” sau chiar să scăpăm de nomenclatura binomială, sistemul cu două nume conceput de Carolus Linnaeus pentru a numi speciile pe nume (gândiți-vă: Homo sapiens). Cred că are încă o mare valoare pentru oameni să se gândească la ființele vii în termeni de specii – dintre care multe sunt ușor de distins și foarte „reale” – și să le dăm nume și nu (iertați-mi termenul) numere dezumanizante de coduri de bare, așa cum au propus unii.
Dar, poate că nu ar trebui să fim atât de pretențioși cu termenul „fosilă vie” în ceea ce privește speciile. Poate că cicadele s-au mai schimbat puțin de pe vremea dinozaurilor. Poate că nu mai sunt aceeași „specie”. Dacă arată mai mult sau mai puțin la fel și fac mai mult sau mai puțin aceleași lucruri în aceleași moduri, pentru mine este suficient de bine. Ele sunt încă forme antice recognoscibile și sunt încă în viață.
Eu, unul, iubesc „fosilele vii” pentru că ajută la a face lucrurile mai vii pentru cei care nu sunt oameni de știință. Îi ajută pe oameni să-și angajeze imaginația. Pentru că, dacă nu le cunoști povestea și istoria, cicadele ar putea părea doar o chestie plictisitoare de palmier, iar o fosilă de cicadă doar „o frunză”. Când citești că cicadele sunt fosile vii, și că ceva aproape identic a trăit printre dinozauri și libelule antice uriașe, și că astăzi ele posedă poate cel mai bine dotat spermatozoid de pe planetă, și că încă mai poți atinge astăzi descendenții lor vii, care respiră, s-ar putea să ți se deschidă ochii că ele sunt mult mai mult.
*Simt o invidie latentă față de flagel în rândul unor elemente din publicul meu cititor. Îmi cam amintește de acei tipi cu trei sau patru motoare exterioare prinse în spatele bărcilor lor cu motor, dacă înțelegeți ce vreau să spun.
** Tehnic, „filide”. Numai plantele vasculare (cele care posedă țesuturi conducătoare pentru apă și zaharuri, cum ar fi xilemul și floemul) au frunze adevărate, conform botaniștilor.