Учёные доказали что камнеломка действительно является плотоядным растением
Международная группа ботаников впервые получила убедительные доказательства того, что растение Saxifraga candelabrum действительно является плотоядным. Тем самым учёные подтвердили гипотезу, которую ещё в 1875 году выдвинул Чарльз Дарвин, но не смог доказать экспериментально.
Плотоядные растения представляют собой необычный пример эволюционной адаптации. Они способны привлекать, захватывать, переваривать и усваивать питательные вещества из животных организмов, чаще всего насекомых. За миллионы лет такие механизмы независимо возникали у различных групп растений как способ выживания в бедных питательными веществами условиях.
Сегодня плотоядные растения подразделяют на несколько основных типов в зависимости от способа ловли добычи. Одни используют ловчие кувшины, другие — быстро захлопывающиеся ловушки, липкие листья, всасывающие пузырьки или подземные лабиринты. Однако для признания растения плотоядным недостаточно лишь уметь ловить насекомых — оно должно также переваривать их и поглощать полученные питательные вещества.
Именно отсутствие доказательств активного переваривания долгое время не позволяло считать некоторые растения настоящими хищниками. Такие виды обычно относили к так называемым протохищным растениям.
Одним из самых известных спорных случаев оставались камнеломки рода Saxifraga. Более 150 лет назад Дарвин предположил, что некоторые представители этого рода могут быть плотоядными. В своей книге «Насекомоядные растения», опубликованной в 1875 году, он описал виды Saxifraga umbrosa и Saxifraga rotundifolia, способные удерживать насекомых с помощью липких железистых волосков. Однако доказать, что растения действительно переваривают добычу, ему не удалось.
В новой работе исследователи изучили экземпляры Saxifraga candelabrum, собранные в горах Уфэн китайской провинции Юньнань.
Наблюдения показали, что растение эффективно ловит мелких насекомых с помощью многочисленных железистых волосков, покрытых липкой жидкостью. В среднем одно взрослое растение удерживало более 70 насекомых, главным образом мелких мошек. Более крупные насекомые, играющие важную роль в опылении, практически не попадали в ловушку.
Затем учёные исследовали химический состав липкого секрета и обнаружили в нём пищеварительные ферменты, способные расщеплять ткани пойманных насекомых.
Чтобы убедиться, что растение действительно усваивает продукты переваривания, исследователи использовали стабильный изотоп азота ¹⁵N. Насекомых обработали этим изотопом, после чего проследили его дальнейшее движение. Анализ показал, что после разложения добычи содержащиеся в ней питательные вещества действительно поглощаются тканями растения.
Дополнительным подтверждением стали результаты секвенирования генома Saxifraga candelabrum. Исследователи обнаружили, что многие гены, отвечающие за привлечение добычи, её переваривание и усвоение питательных веществ, эволюционно сходны с аналогичными генами известных плотоядных растений, включая Drosera spatulata и Roridula gorgonias.
По словам участников исследования, полученные генетические данные стали независимым подтверждением того, что Saxifraga candelabrum следует считать полноценным плотоядным растением.
Авторы работы считают, что открытие может привести к пересмотру статуса и других представителей рода Saxifraga, поскольку многие из них обладают такими же железистыми липкими волосками и, возможно, также способны переваривать пойманных насекомых.
Исследование в журнале Nature Communications.