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 Кофеин известен прежде всего как стимулятор, повышающий бодрость и физическую работоспособность, однако его влияние на глубинные процессы восстановления мозга во время сна остается предметом дискуссий. Систематический обзор 32 исследований показал, что кофеин не столько сокращает продолжительность сна, сколько меняет его нейрофизиологическое качество, подавляя медленноволновую активность мозга, и сдвигает спящий мозг в более поверхностное, возбужденное состояние.
Физики и математики МФТИ совместно с коллегами из Института автоматизации проектирования РАН и Университета Иннополис провели трехмерное численное моделирование защитных сейсмических барьеров — специальных сооружений, призванных обеспечить безопасность наземных строений.
Анатомия брахицефальных пород собак нарушила привычные механизмы визуального восприятия у людей. Исследование показало, что для понимания настроения питомцев с плоскими мордами человек тратил на 45% больше времени и совершал больше зрительных микродвижений. Искаженные пропорции заставляли мозг переходить в энергозатратный режим детального сканирования, повышая риск неправильной интерпретации состояния животного.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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