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 Во время раскопок в старинном немецком городе Падерборн археологи наткнулись на отхожие места XIII-XIV веков. В одном обнаружили исключительно хорошо сохранившиеся предметы. Среди них — деревянный блокнот с покрытыми воском «страницами», исписанными латынью, и куски шелковой ткани, которые, видимо, использовали в качестве туалетной бумаги.
Лесовозные дороги сегодня важны для вывозки сырья и связи между удаленными территориями. Однако из-за слабых грунтов, сурового климата и высоких нагрузок от тяжелой техники они быстро разрушаются. Традиционно их строят из щебня и песка, но на переувлажненной или промерзающей земле такие конструкции деформируются и требуют частых ремонтов. Поэтому для укрепления дорог все чаще применяют геосинтетические материалы — полимерные прослойки, которые удерживают полотно от сдвига и отводят воду. Проблема в том, что действующие российские нормативы учитывают их влияние лишь усредненно, что не позволяет точно спрогнозировать поведение дороги на конкретном грунте. В итоге проектировщики либо закладывают избыточные слои материалов, либо недооценивают нагрузки и получают недолговечную конструкцию. Ученые Пермского Политеха впервые в России разработали методику количественной оценки влияния геосинтетики на прочность путей. Она позволяет заранее рассчитывать, во сколько раз вырастет устойчивость дороги в зависимости от типа грунта и жесткости прослойки. Это поможет не только сократить затраты, но и строить более надежные конструкции даже в сложных природных условиях.
Явление цветового полиморфизма у пауков-тенетников долгое время считалось уникальной чертой нескольких видов, разбросанных в Америке и на Гавайях. Новое исследование показало, что сходные «улыбающиеся» узоры независимо возникли и в горных лесах Западных Гималаев.
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.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Во всем мире во всех человеческих культурах около 90% людей пользуются преимущественно правой рукой. Такое поразительное единство практически всего человечества не имеет аналогов среди приматов и до сих пор остается эволюционной загадкой. Ученые проанализировали данные о более чем двух тысячах человекообразных обезьянах и выяснили, когда и почему праворукость стала популяционной тенденцией.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
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.
Астроциты — клетки, которые долго считались лишь «помощниками» нейронов — оказались частью скрытой системы связи в мозге. Они, как показали результаты нового исследования, формируют собственные протяженные сети, соединяющие разные части головного мозга. Это открытие меняет представление о том, как мозг координирует свою работу, адаптируется к новым условиям и восстанавливается после повреждений.
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