Растение-паразит растеряло гены, чтобы превратиться в химерный клубень
Переход к паразитизму вызывает характерные изменения у самых разных существ. Авторы нового исследования узнали, как он повлиял на геномы растений, ставших «настолько паразитическими», что от них остался только клубень-химера с грибовидными соцветиями.
Репродуктивного успеха — то есть широкого распространения и эффективного размножения — живые существа могут добиться по-разному. Какие-то виды становятся все сложнее, а какие-то учатся жить «на всем готовом» — паразитируют на других. Паразиты есть среди самых разных систематических групп от бактерий до позвоночных животных и даже цветковых растений.
Удивительно, что многие приспособления у избравших путь паразитизма универсальны. Как правило, такие существа становятся примитивнее, создают целые полчища потомства и приобретают узкую специализацию, то есть приспосабливаются к определенному хозяину и уже не могут иметь дело с кем-то еще.
Геномы паразитов тоже обычно становятся проще и меньше, в то же время приобретая специфические черты. Авторы новой статьи для Nature Plants изучили геномы растений, которые по пути специализированного паразитизма зашли особенно далеко.
Объектом исследования стали баланофора (Balanophora sp.) из одноименного семейства и саприя (Sapria sp.), которую относят к семейству раффлезиевых. Геномы таких «100-процентных» паразитов авторы сравнили с другими растениями, которые ведут полупаразитический образ жизни и в какой-то степени способны использовать энергию света.
В той или иной степени паразитами стал примерно один процент видов цветковых растений. Разумеется, они частично или полностью избавились от своего фотосинтетического аппарата, а значит, перестали быть зелеными. Биологи считают, что разные группы цветковых перешли к паразитизму независимо друг от друга по меньшей мере 12 раз.
Помимо упрощения паразитические растения приобрели особые адаптации, подчас довольно причудливые. От той же баланофоры — и это пример крайнего паразитизма — в итоге остались главным образом похожие на грибы соцветия и химерный клубень. Он представляет собой мясистый подземный орган, в который врастают ткани растения-хозяина. Поскольку клубень сочетает в себе клетки двух разных видов, его называют химерой.
В более стандартном случае растение-паразит просто «впивается» в своего хозяина с помощью присоски (гаустория), чтобы получать от него питательные вещества, но столь тесного срастания не происходит.
Из этого следует, что паразиты научились искусно манипулировать ростом и метаболизмом других растений, вмешиваясь в их саморегуляцию с помощью фитогормонов. Однако за счет чего им это удалось и что при этом стало с их геномами?
Оказалось, что баланофора утратила 28 процентов своих генов, а саприя даже 38 процентов. Это рекордные показатели сокращения генома среди цветковых, что несомненно связано с паразитизмом.
Существенно, что имеющие разную морфологию, происхождение баланофора и саприя утратили главным образом одни и те же гены. Почти полностью исчезли те, что кодируют компоненты фотосинтетического аппарата или нужны для его регуляции.
Также сильно уменьшилось число генов, участвующих в развитии корней, в азотном метаболизме и регуляции цветения. К тому же паразиты растеряли многие из дуплицированных генов, которые характерны для растений и обычно имеют схожие функции.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии