Международный коллектив учёных секвенировал геном насекомоядного
растения, произрастающего в Австралии, и сравнил результаты с данными по
двум другим хищным растениям из Азии и Америки. Как оказалось,
независимо друг от друга все три растения приобрели способность
переваривать насекомых при помощи одних и тех же генетических изменений.
В работе, опубликованной в журнале Nature Ecology and
Evolution, исследовали ДНК цефалота мешочкового (Cephalotus
follicularis), который произрастает на юго-западе Австралии. Цефалот
является единственным видом в своём семействе и приходится дальним
родственником тропического плодового дерева карамболы и растущей и в
России кислицы. У него есть как обычные листья, в которых производится
фотосинтез, так и листья, имеющие форму кувшинчиков с крышкой. Они
служат ловушкой для насекомых.
Для сравнения были взяты один из видов непентеса (Nepenthes alata) из
Юго-Восточной Азии и растущая на болотах Северной Америки саррацения
пурпурная (Sarracenia purpurea).
Генеалогически эти виды очень далеки
друг от друга, но способ "охоты" у них схожий: при помощи кувшиновидных
листьев-ловушек, в которые попадают привлечённые сладким соком
насекомые. В нижней части кувшина выделяются ферменты, которые
растворяют тела насекомых, в том числе их твёрдый хитиновый экзоскелет.
Учёные убедились, что, хотя три вида развивались независимо друг от
друга в разных частях мира в течение долгого времени, биологические
процессы, которые они используют для переваривания насекомых, невероятно
похожи.
Исследовав цефалот, имеющий два типа листьев, учёные определили, какие
гены у данного растения активны в фотосинтезирующих листьях, какие - в
листьях-ловушках, а какие - в обоих типах листьев. Таким образом учёные
выявили гены, ответственные за выработку пищеварительных ферментов. Как
оказалось, роль пищеварительных ферментов у цефалота стали выполнять
вещества, которые изначально предназначались для защиты растения от
болезней.
Аналогичные мутации произошли у непентеса и саррацении.
Переход на ловлю насекомых, по словам одного из авторов исследования
Виктора Альберта из Университета штата Нью-Йорк в Буффало, позволил всем
трём видам выжить в среде, где нет возможности получать необходимое
количество азота и фосфора из почвы. Это случилось независимо в
Австралии, Азии и Америке, но при помощи мутаций одних и тех же генов.
Более того, даже изменения в последовательности аминокислот затронутых
белков оказались одинаковыми.
Комментариев нет:
Отправить комментарий