- Источник:
- Getty Images
Исследователи из Государственной ключевой лаборатории сельскохозяйственной геномики в Китае с коллегами изучали необычные растения-паразиты, от которых остались только грибовидные структуры сверху и клубень под землей, чтобы понять, как они дошли до такой жизни. И обнаружили, что эти голопаразиты растеряли треть своих генов, но научились убеждать хозяина прорастать в свою «плоть» и создавать общие органы. А их клубень является «химерой». Эти небывалые примеры сокращения генома даже для паразитов были в Nature Plants.
Не грибы, а химеры
Растения из семейства баланофоровые (Balanophoracea) в лесу можно принять за грибы, растущие вокруг корней деревьев. На самом деле, то, что видно на поверхности — это их соцветия из мельчайших цветков. Под землей — еще интереснее, говорят ученые: там клубень, но не обычный. В отличие от большинства других паразитов, они не врастают в «тело» своего хозяина или его корневую систему, чтобы воровать у него питательные вещества. Баланофора, наоборот, заставляет растение-хозяина распространить его сосудистую систему в свой клубень, который в итоге становится уникальным совместным органом. Ткани хозяина и паразита в нем смешаны, через него паразит питается.
Когда авторы нового исследования анализировали геномы различных растений-паразитов, они увидели, что у корневых голопаразитов Balanophora и других голопаразитов, эндопаразитической Sapria произошли существенные потери одних и тех же генов. То есть, несмотря на разные истории жизни и морфологию, две независимо эволюционировавших линии развили схожие методы паразитизма.
Оптимизация процессов
Результаты показали, что саприя гималайская из семейства раффлезиевых потеряла 38% своего генома, а баланофора — 28%. У обеих это были гены, связанные с фотосинтезом (растения утратили способность к этому процессу). А также гены, участвующие в развитии корней, поглощении азота и регуляции цветения. Паразиты также уплотнили или уничтожили семейства генов, которые дублировали друг друга или выполняли родственные биологические функции.
Самое удивительное, по словам исследователей, то, что у обоих растений были утрачены гены синтеза гормона АВА — абсцизовой кислоты, которая отвечает за реакцию на стресс и передачу сигналов. Но при этом гормон АВА продолжал накапливаться.
Это подтверждает, во-первых, что паразиты сохраняют только те гены, которые необходимы, и избавляются от ненужных. И во-вторых, потеря генов в некоторых случаях не отражает потерю функции, но полезна для паразитизма — так, утрата всего пути биосинтеза АВА помогла голопаразитам синхронизироваться с хозяевами. Эту гипотезу предстоит еще подтвердить в будущем исследовании.
Ранее ученые установили, какой паразит делает нас красивее.
