Растение-паразит, похожее на гриб, полностью отказалось от фотосинтеза
Уникальное паразитическое растение, внешне напоминающее гриб, полностью отказалось от фотосинтеза и успешно процветает, извлекая все питательные вещества из корней деревьев. К такому выводу пришла международная группа учёных, изучившая геномы семи видов рода Баланофора (Balanophora). Результаты исследования, опубликованные в журнале New Phytologist, показывают, что эти растения претерпели радикальную генетическую перестройку.
Анализ показал, что у баланофоры произошло кардинальное упрощение хлоропластов — особых органелл в клетках растений, которые с помощью солнечного света создают питательные вещества (процесс фотосинтеза). Геном хлоропластов (пластидный геном) у этих паразитов сократился примерно в 10 раз. Вместо типичных для растений 120–170 тысяч «букв» генетического кода (пар оснований) у баланофоры в хлоропластах осталось всего 14–16 тысяч. Этот остаточный генетический материал представляет собой рудиментарную структуру, более не способную к фотосинтезу. При этом сокращённый геном остаётся активным и поддерживает другие жизненно важные функции, необходимые для паразитического образа жизни.
Подобно грибам, баланофора прикрепляется к корням деревьев-хозяев и высасывает из них воду и питательные вещества, ничего не предлагая взамен. Это делает её полноценным паразитом. По словам ботаника Петры Светликовой из Окинавского института науки и технологий, баланофора утратила многое из того, что определяет растение, но сохранила достаточно, чтобы функционировать как паразит. Её сходство с грибами является ярким примером конвергентной эволюции, когда неродственные организмы независимо развивают схожие черты.
Исследование также установило, что утрата генов фотосинтеза произошла у общего предка всех изученных видов баланофоры. Попав на острова, некоторые виды этих растений эволюционировали, развив способность к бесполому размножению. Для отдельных видов это теперь единственный способ продолжения рода. Как отмечают учёные, такая стратегия, редко встречающаяся у облигатных паразитов среди растений, повышает шансы на выживание в условиях изоляции, где сложно найти партнёра или подходящее место для обитания. Баланофоры представляют собой уникальную модель для изучения эволюционных изменений, связанных с полной утратой фотосинтеза у наземных растений.
Результаты исследования в журнале New Phytologist.