Тропическое растение аморфофаллус титанический, которое еще называют «трупным цветком», известно своим отвратительным запахом, напоминающим вонь падали. В новом исследовании группа американских ученых выявила генетические пути и биологические механизмы, которые приводят к выделению пахучих веществ и нагреву этого растения при цветении.
Аморфофаллус титанический во время цветения / © Eric Schaller
Аморфофаллус титанический (Amorphophallus titanum) представляет собой не один цветок, а множество неразветвленных соцветий в виде центрального початка (spadix), вырастающего до трех метров в высоту. Во время цветения вокруг него разворачивается «покрывало» — похожий на лепесток видоизмененный лист, снаружи зеленого, а изнутри — насыщенно-красного или бордового цвета.
Расцветает аморфофаллус титанический раз в пять-семь лет и всего на два дня. В это время центральный початок начинает выделять тепло, разогреваясь до 36 °C. Затем у цветка появляется «фирменный аромат», образованный сочетанием дурнопахнущих соединений на основе серы. Этот запах привлекает опылителей: мух и жуков-мертвоедов.
Родина «трупного цветка» — индонезийский остров Суматра, но из-за истребления людьми в природе он практически не встречается. Сегодня аморфофаллус титанический в основном разводят в ботанических садах.
В частности, это растение есть в коллекции оранжереи Life Sciences Greenhouse при Дартмутском колледже (Нью-Гэмпшир, США). Группа местных ученых под руководством профессора биологических наук Эрика Шаллера (Eric Schaller) наблюдала несколько периодов цветения цветка и собрала образцы с разных его участков для генетического и химического анализов.
Исследователи извлекли РНК из тканей и изучили закодированные там последовательности, чтобы определить, какие гены играют роль в нагревании растения и появлении специфического запаха. Статью об этом недавно опубликовал журнал PNAS Nexus.
Анализ показал присутствие генов, связанных с белками под названием «альтернативные оксидазы», которые отвечают у растений за термогенез, то есть выделение тепла. Также в тканях, собранных в момент начала цветения аморфофаллуса титанического, обнаружили активные гены, участвующие в транспортировке и метаболизме серы.
Применив метод масс-спектрометрии, ученые выявили в тканях цветка и высокий уровень серосодержащей аминокислоты метионина, которая легко испаряется при повышении температуры, источая неприятный запах. Характерно, что в образцах, взятых несколькими часами позже, содержание метионина резко снизилось.
Кроме того, в початке «трупного цветка» нашли еще один компонент его зловония, о присутствии которого в научной литературе ранее не сообщалось. Это органическое соединение путресцин, образуемое из аргинина в процессе гниения.
По словам авторов, их исследование впервые на молекулярном уровне объяснило природу запаха и процесс регуляции температуры у аморфофаллуса титанического.
Впрочем, биологи считают, что разгадали еще не все загадки «трупного цветка». В дальнейшем они хотят изучить триггеры, предвещающие цветение, а также способность нескольких растений синхронизировать его начало, чтобы усилить зловоние и привлечь больше опылителей.
