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 permiten el proceso, que aún no se comprende bien.
Los botánicos no están completamente seguros de por qué las plantas termogénicas generan grandes cantidades de calor excesivo, 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 moscas que comienzan a buscar la fuente del olor. Mientras buscan en toda la planta el cadáver, polinizan la planta. [3]
Otras teorías afirman que el calor puede proporcionar una recompensa térmica al polinizador: los polinizadores se sienten atraídos por la flor por su calor. Esta teoría tiene menos apoyo porque la mayoría de las plantas termogénicas se encuentran en climas tropicales.
Otra teoría más es que el calor ayuda a proteger contra el daño de las heladas, permitiendo que la planta germine y brote antes que de otra manera. Por ejemplo, la col mofeta genera calor, lo que le permite derretirse a través de una capa de nieve a principios de primavera. [4] Sin embargo, el calor se utiliza principalmente para ayudar a difundir su olor acre 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 generar una cantidad considerable de calor. Las plantas grandes, en cambio, tienen mucha masa para generar y retener calor. [5]
Las plantas termogénicas también son protóginas , es decir, la parte femenina de la planta madura antes que la parte masculina de la misma planta. Esto reduce considerablemente la endogamia, ya que una planta de este tipo sólo puede ser fertilizada con polen de otra planta. Es por eso que las plantas termogénicas liberan olores penetrantes para atraer insectos polinizadores.
Las plantas termogénicas se encuentran en una variedad de familias, pero Araceae en particular contiene muchas de esas especies. Ejemplos de esta familia incluyen el arum del caballo muerto ( Helicodiceros muscivorus ), el repollo de zorrillo oriental ( Symplocarpus foetidus ), el ñame pata de elefante ( Amorphophallus paeoniifolius ), la oreja de elefante ( Phiodendron selloum ), los señores y damas ( Arum maculatum ), y lirio vudú ( Typhonium venosum ). El titán arum ( Amorphophallus titanum ) utiliza vapor de agua creado termogénicamente para dispersar su olor (el de la carne podrida) por encima del aire frío que se posa sobre él durante la noche en su hábitat natural. Contrariamente a la creencia popular, la col mofeta occidental ( Lysichiton americanus), un pariente cercano de la familia Araceae, no es termogénica. [6] Fuera de Araceae, el loto sagrado ( Nelumbo nucifera ) es termogénico y endotérmico , capaz de regular la temperatura de su flor hasta un cierto rango, [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 del orgánulo mitocondrial y forma parte de la cadena de transporte de electrones. [9] La reducción del potencial redox mitocondrial mediante oxidasa alternativa aumenta la respiración improductiva. Este proceso metabólico crea un exceso de calor que calienta los tejidos u órganos termogénicos. [10] Las plantas que contienen esta oxidasa alternativa no se ven afectadas por los efectos del cianuro porque el AOX actúa como aceptor de electrones recogiendo electrones del ubiquinol mientras evita el tercer complejo electrónico. Luego, la enzima AOX 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 energía libre del ubiquinol a oxígeno que se libera en forma de calor. [11]