Паразитическое растение лишилось фотосинтеза, но сохранило пластиды

Учёные описали экстремальный пример эволюции у ...

freepik.com

Учёные описали экстремальный пример эволюции у паразитических растений рода Balanophora. Эти организмы почти полностью отказались от фотосинтеза, резко сократив пластидный геном, но при этом продолжают процветать за счёт хозяев. Работа международной группы исследователей опубликована в журнале New Phytologist.

В ходе полевых экспедиций в труднодоступные районы Тайваня и Японии были собраны образцы семи видов Balanophora из 12 популяций. Сравнительный генетический анализ показал, что размер их пластомов составляет всего 14–16 тысяч пар оснований — один из самых низких показателей среди наземных растений и примерно в десять раз меньше, чем у большинства видовых групп.

Оставшийся пластом больше не поддерживает фотосинтез, но остаётся метаболически активным, выполняя вспомогательные функции, критичные для паразитического образа жизни. Это означает, что Balanophora не просто «обрезала» лишние гены, а оставила строго необходимый минимум для работы пластид.

По внешнему виду и образу жизни Balanophora больше похожа на гриб, чем на растение. Она формирует клубневидные структуры, лишена зелёных листьев и получает питание, подключаясь к корням деревьев. В отличие от микоризных грибов, которые обмениваются с растениями ресурсами, Balanophora ведёт себя как облигатный паразит и не обеспечивает хозяину очевидной выгоды.

Исследователи обнаружили, что радикальное сокращение пластидного генома произошло ещё у общего предка рода, до диверсификации на современные виды. На изолированных островах некоторые виды перешли к преимущественно или полностью бесполому размножению, что у облигатных растительных паразитов встречается редко. По мнению авторов, это увеличивает шансы на формирование устойчивых популяций в условиях дефицита партнёров и ограниченных местообитаний.

Ботаник Петра Светликова отмечает, что Balanophora утратила значительную часть признаков, традиционно определяющих растения, но сохранила ключевые черты, необходимые для функционирования в роли паразита. Учёные рассматривают представителей семейства Balanophoraceae как перспективную модель для реконструкции эволюционных шагов, сопровождающих отказ от фотосинтеза у наземных растений, и для понимания того, как далеко может зайти геномная редукция без потери жизнеспособности.

Читайте также: