Las plantas termogénicas tienen la capacidad de elevar su temperatura por encima de la del aire circundante. El calor se genera en las mitocondrias , como un proceso secundario de la respiración celular llamado termogénesis . La oxidasa alternativa y las proteínas desacopladoras similares a las que se encuentran en los mamíferos posibilitan el proceso, que aún se comprende poco.
Los botánicos no están completamente seguros de por qué las plantas termogénicas generan grandes cantidades de calor en exceso, pero la mayoría está de acuerdo en que tiene algo que ver con el aumento de las tasas de polinización . La teoría más aceptada afirma que el calor endógeno ayuda a difundir sustancias químicas que atraen a los polinizadores a la planta. [1] Por ejemplo, el lirio vudú utiliza el calor para ayudar a difundir su olor a carne podrida. [2] Este olor atrae a las moscas, que comienzan a buscar la fuente del olor. Mientras buscan el cadáver por toda la planta, polinizan la planta. [3]
Otras teorías sostienen que el calor puede proporcionar una recompensa térmica para el polinizador: los polinizadores se sienten atraídos por la flor por su calor. Esta teoría tiene menos respaldo porque la mayoría de las plantas termogénicas se encuentran en climas tropicales.
Otra teoría es que el calor ayuda a proteger contra los daños causados por las heladas, lo que permite que la planta germine y brote antes que de otra manera. Por ejemplo, la col fétida genera calor, lo que le permite derretirse a través de una capa de nieve a principios de la primavera. [4] Sin embargo, el calor se utiliza principalmente para ayudar a difundir su olor penetrante y atraer a los polinizadores.
La mayoría de las plantas termogénicas tienden a ser bastante grandes. Esto se debe a que las plantas más pequeñas no tienen suficiente volumen para crear una cantidad considerable de calor. Las plantas grandes, por otro lado, tienen mucha masa para crear y retener calor. [5]
Las plantas termogénicas también son protóginas , es decir, la parte femenina de la planta madura antes que la masculina. Esto reduce considerablemente la endogamia, ya que una planta de este tipo solo puede ser fecundada por polen de otra planta. Por eso, las plantas termogénicas liberan olores penetrantes para atraer a los insectos polinizadores.
Las plantas termogénicas se encuentran en una variedad de familias, pero Araceae en particular contiene muchas de estas especies. Los ejemplos de esta familia incluyen el aro de caballo muerto ( Helicodiceros muscivorus ), la col zorrilla oriental ( Symplocarpus foetidus ), el ñame pata de elefante ( Amorphophallus paeoniifolius ), la oreja de elefante ( Philodendron selloum ), los señores y las damas ( Arum maculatum ) y el lirio vudú ( Typhonium venosum ). El aro titán ( Amorphophallus titanum ) utiliza vapor de agua creado termogénicamente para dispersar su olor (el de carne podrida) por encima del aire frío que se asienta sobre él por la noche en su hábitat natural. Contrariamente a la creencia popular, la col zorrilla occidental ( Lysichiton americanus), un pariente cercano de la familia Araceae, no es termogénica. [6] Fuera de las Araceae, el loto sagrado ( Nelumbo nucifera ) es termogénico y endotérmico , capaz de regular la temperatura de su flor dentro de un rango determinado, [7] una capacidad compartida por al menos una especie del género parásito no fotosintético Rhizanthes , Rhizanthes lowii . [8]
Muchas especies de plantas endotérmicas dependen de la oxidasa alternativa (AOX), que es una enzima en el orgánulo mitocondrial y es parte de la cadena de transporte de electrones. [9] La reducción del potencial redox mitocondrial por la oxidasa alternativa aumenta la respiración improductiva. Este proceso metabólico crea un exceso de calor que calienta el tejido o los órganos termogénicos. [10] Las plantas que contienen esta oxidasa alternativa no se ven afectadas por los efectos del cianuro porque la AOX actúa como aceptor de electrones que recoge electrones del ubiquinol mientras evita el tercer complejo electrónico. La enzima AOX luego reduce las moléculas de oxígeno a agua sin la presencia de un gradiente de protones que, a su vez, es muy ineficiente y produce una caída de la energía libre del ubiquinol al oxígeno que se libera en forma de calor. [11]