Учёные выяснили, как паразитические растения выживают без фотосинтеза и полового размножения

Исследователи из Университета Кобе изучили род паразитических растений Balanophora, которые не осуществляют фотосинтез и питаются за счёт корней растений-хозяев. Некоторые виды этого рода также размножаются исключительно бесполым путём, производя семена без оплодотворения.

Balanophora species show extreme plastid reduction while still depending on plastids for essential metabolism. Their repeated evolution of asexual seed production helps them thrive in scattered forest environments. Credit: Shutterstock

Ботаник Кэндзи Суэцугу, руководивший исследованием, заявил: «Моя давняя цель — переосмыслить, что на самом деле значит быть растением». Его команда объединила данные по филогенетике, геномике пластид и экологии, что ранее не делалось для этой группы.

Учёные обнаружили, что у всех изученных видов Balanophora пластидный геном (ДНК в пластидах — органеллах, которые у зелёных растений отвечают за фотосинтез) резко сокращён. Это сокращение, вероятно, произошло у общего предка всей группы. Несмотря на потерю фотосинтеза, пластиды остаются жизненно важными для метаболизма растения, так как в них транспортируются многие белки.

«Увлекательно видеть, насколько растение может сократить свой пластидный геном... Но, присмотревшись, мы обнаружили, что пластид по-прежнему является важной частью метаболизма растения», — пояснил Суэцугу.

Исследование, опубликованное в журнале New Phytologist, также показало, что бесполое размножение (агамоспермия) независимо возникало у Balanophora несколько раз. Эта стратегия, по мнению учёных, помогла растениям расселиться по островам от Японии до Тайваня, обеспечив воспроизводство в условиях нехватки партнёров или опылителей.

Следующей целью Суэцугу является выяснение того, какие именно вещества производят пластиды Balanophora и как они поддерживают рост паразита внутри корней хозяина.

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как изучение экстремальных случаев помогает понять фундаментальные границы жизни. Растения, отказавшиеся от двух ключевых признаков — фотосинтеза и полового размножения, — бросают вызов нашим представлениям и показывают удивительную гибкость эволюции.