Преди около 70 милиона години, когато динозаврите са бродили по Земята, генетична аномалия е позволила на някои растения да се превърнат в месоядни.
Това е станало с хитър трик - пренареждане на гени, предназначени за техните корени и листа и използването им да ловят плячка.
Тази стъпка е една от трите, за които на някои немесоядни растения са били нужни десетки милиони години, за да се превърнат в хищни месоядни животни, разказват изследователите.
Промяната в начина на хранене дава на тези растения редица предимства. Всъщност, "месоядните растения са обърнали играта, улавяйки и консумирайки богатата на хранителни вещества животинска плячка, което им е позволило да процъфтяват в бедна на хранителни вещества почва", пишат изследователите в изследването, публикувано онлайн в списание Current Biology.
За да проучат как се развиват месоядните растения, международен екип от ботаници и биолози, ръководен от Йорг Шулц (Jörg Schultz), доцент в Университета на Вюрцбург, Германия, сравнява геномите и анатомията на три съвременни месоядни растения
Съществуват стотици месоядни растителни видове, но изследователите избират да разгледат три родствени насекомоядни растения, всички членове на семейство Droseraceae. И трите растения използват движение, за да улавят плячката.
Едното от растенията е познатата Венерина мухоловка (Dionaea muscipula), ендемит за крайбрежните части на щата Северна Каролина, САЩ, която може да видите на снимката горе.
Aldrovanda vesiculosa. Кредит: Wikimedia Commons
Водното растение Алдрованда (Aldrovanda vesiculosa) се среща във водите на почти всеки континент, дори в България - в езерото Сребърна и в Драгоманското блато. Листенцата му, разположени по 5-6 в прешлени завършват с двойка полукръгли клапи, които могат да се затворят бързо и да уловят плячката си - малки водни организми. Видът е застрашен от изчезване.
Третото изследвано растение е красивата, но смъртоносна росянка (Drosera spatulata). Вирее в блатата на всички континенти, с изключение на полярните области. Примамва жертвите слепкава слуз, листата се затварят около улова си.
Уртикулария граминифолия (Utricularia graminifolia) обездвижва жертвите си с помощта на миниатюрни вендузи. Снимка: sarracenia
Росянка (Drosera anglica), насекомоядно растение, което използва лепкави власинки - капан, за да улавя плячката си.
След като анализира тези растения, екипът откри тристепенния процес към месоядството. Първо, преди около 70 милиона години, ранен не-месояден прародител на трите съвременни растителни месояди претърпява дублиране на цял геном, генерирайки второ копие на цялата си ДНК или геном. Това дублиране освобождава едното от копията на гените на листа и корени, за да се диверсифицират, което им позволява да изпълняват други функции. Някои гени на листата се развиват в гени за капани, докато процесите на хранене и усвояване на месоядните животни се ръководят от гените, които са били свързани преди с корените, търсещи храна от почвата.
Втората стъпка към месоядството се случва, след като растенията започват да получават нови хранителни вещества от плячката си. В този момент традиционните листа и корени вече не са толкова необходими. Много гени, които вече не участват в храненето на месоядните растения, започват да изчезват. Например младите растения на водното месоядно Алдрованда придобиват раннин протокорени, които не се развиват по-късно и са единственият остатък от това, което някога е било коренова система. В резултат на загубата на този ген и други, трите растения, наблюдавани в това проучване, са най-бедните по гени растения, секвенирани до момента.
Две по-ранни проучвания на други групи учени през 2013 г. (1,2) показват подобни находки на бедни на гени при други месоядни растения. Те откриват, че водното насекомоядно растение Утрикулария (Utricularia), процъфтяващо на всички континенти без Антарктида и растението Genlisea aurea, виреещо в Бразилия, имат много по-малки геноми в сравнение с немесоядните растения. Тези месоядни вероятно са претърпели същия процес на загуба на гени, казват изследователите на новото проучване.
История на дублирането на целия геном. Architecture and evolution of a minute plant genome, Enrique Ibarra-Laclette, Eric Lyons, […]Luis Herrera-Estrella, Nature volume 498, pages 94–98(2013). DOI: https://doi.org/10.1038/nature12132
На третия етап от трансформацията в месоядни растения, растенията претърпяват еволюционни промени, специфични за тяхната среда. Корените и листата еволюират в зависимост от капана, откриват изследователите. Гени за корените, които някога са били използвани за търсене и абсорбиране на хранителни вещества от почвата, сега обслужват създаването на ензими, необходими за усвояването на хранителни вещества от плячката. Някога гените, използвани за отделянето на нектар за привличане на опрашващи насекоми, сега в капаните произвеждат вещества за привличане на жертвите - насекоми.
Повечето растения с листа и корени съдържат необходимия материал да станат месоядни. Изследователите пишат, че тристепенният процес, разкрит от новото проучване, показва как с течение на времето древните „немесоядни растения са се развили в най-умелите зелени ловци на планетата“.
Справка: Genomes of the Venus Flytrap and Close Relatives Unveil the Roots of Plant Carnivory
Gergo Palfalvi, Thomas Hackl, Niklas Terhoeven, Jörg Schultz, Mitsuyasu Hasebe, Rainer Hedrich,
DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.04.051
Източник:
Here's how plants became meat eaters, Live Science
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари