Как растенията оцеляват без слънчева светлина или секс

Някои растения нямат както зелени пигменти, така и полово размножаване, но тези необичайни черти разкриват важни прозрения за това, което определя растителния живот. Ново проучване, включващо университета в Кобе, изследва видове от рода Balanophora, за да разбере как се развиват и оцеляват незелените, безполови растения.

"Моята дългогодишна цел е да преосмисля какво наистина означава растение", отбелязва ботаникът от университета в Кобе Кенджи Суетсугу (Kenji Suetsugu). "От много години съм очарован от растенията, които са изоставили фотосинтезата, и искам да разкрия промените, които настъпват в процеса."

Видовете Balanophora представляват краен случай, защото не фотосинтезират, а вместо това черпят хранителни вещества от корените на растенията гостоприемници. Те остават под земята през по-голямата част от живота си и се появяват над почвата само по време на цъфтежа, а някои видове се размножават само безполово.

"Въпреки че има отделни изследвания върху промените в геномите на растенията, тяхната екология и размножаване, ние не знаем как те са свързани помежду си", обяснява Суетсугу.

Свързване на еволюцията, пластидите и екологията в Balanophora

За да запълни тази празнина, Суетсугу си поставя за цел да обедини три области на изследване, които никога не са били изследвани заедно за Balanophora. Изследователят си поставя за цел да изясни връзките между видовете, да проучи как са били променени техните пластиди (част от растителните клетки, която при зелените растения служи като "слънчеви панели" на клетката) и да определи как техните репродуктивни стратегии се вписват в екологичния им контекст.

Описвайки трудността на работата, той разказва:

"Тези растения са редки, неравномерно представени и често са ограничени до стръмни, влажни гори. Но дългогодишният опит в изучаването на Balanophora както в лаборатория, така и в полеви изследвания, както и дългогодишните взаимоотношения с местни природолюбители, направиха този проект възможен."

За да разшири проекта, той си сътрудничи с експерти от Института за наука и технологии в Окинава, специализирани в силно редуцирани геноми.

Екстремното намаляване на пластидите предполага споделена промяна в предците

Проучването, публикувано в списание New Phytologist, съобщава, че всички членове на групата притежават драстично редуциран пластиден геном (ДНК, която не се съхранява в ядрото на растителната клетка, а директно в пластида).

Екипът заключава, че това съкращаване на пластидния геном вероятно се е случило в общ прародител, преди линията да се раздели на множество видове.

"Вълнуващо е да се види доколко едно растение може да редуцира своя пластиден геном, който на пръв поглед изглежда сякаш пластидът е на прага на изчезване. Но при по-внимателен поглед открихме, че много протеини все още се транспортират до пластида, което показва, че въпреки че растението е изоставило фотосинтезата, пластидът все още е жизненоважна част от метаболизма на растението", споделя Суетсугу.

Многократна еволюция на безполовото размножаване в региона

Изследователите също така установяват, че безполовото размножаване вероятно се е появявало няколко пъти в рамките на групата. Техните открития показват, че растенията може да са развили способността да произвеждат семена без оплождане в ранен етап, което би им помогнало да колонизират веригата от острови, простираща се от континентална Япония през Окинава до Тайван.

"През последното десетилетие изучавах опрашването на Balanophora и разпространението на семена, където щурци и хлебарки играят неочаквана роля, но също така забелязах, че безполовото производство на семена често осигурява размножаване, когато партньорите или опрашителите са оскъдни", обяснява Суетсугу.

При някои видове този репродуктивен подход може да се е превърнал в основен начин за производство на потомство.

Как паразитните, нефотосинтетични растения оцеляват

За Суетсугу, работата представлява важна стъпка към познанието как растенията, които вече не извършват фотосинтеза, продължават да функционират и оцеляват в естествена среда.

"За някой, който е прекарал много часове в наблюдение на тези растения в тъмни, влажни гори, виждането на разгръщането на тяхната история на геномно ниво е дълбоко удовлетворяващо. Следващата ми цел е да свържа тези резултати с биохимични измервания, за да разбера какво всъщност произвеждат пластидите на Balanophora и как тези продукти помагат за поддържането на растежа на паразитните растения в корените на техните гостоприемници", съобщава изследователят.

Справка: Petra Svetlikova, Huei‐Jiun Su, Kenji Suetsugu, Filip Husnik. Phylogenomics clarifies Balanophora evolution, metabolic retention in reduced plastids, and the origins of obligate agamospermy. New Phytologist, 2025; DOI: 10.1111/nph.70761

Източник: How parasitic, asexual plants evolve and live, Kobe University

Още по темата

26/11/2025

Животът

Растенията еволюират за живот в градовете

22/02/2024

Животът

Смъртоносно растение убива своите опрашители, но изхранва техните малки

08/04/2022

Медицина

Следващата пандемия може да дойде от гъбични патогени, ето защо

27/10/2016

Животът

Някои паразитни растения могат да крадат гени и после да ги използват срещу гостоприемниците си