Jak muchołówki rozwinęły swój smak do mięsa

W jaki sposób roślina rozwija smak mięsa? W spektaklu Little Shop of Horrors wystarczy kropla ludzkiej krwi. Ale w prawdziwym życiu potrzeba znacznie więcej. Teraz badanie trzech blisko spokrewnionych roślin mięsożernych sugeruje, że zręczne tasowanie genetyczne pomogło im wyewoluować zdolność łapania i trawienia posiłków bogatych w białko.

Rośliny mięsożerne opracowały wiele przebiegłych sposobów łapania zdobyczy. Na przykład rośliny dzbanowe używają „pułapek” zawierających enzymy do trawienia bezpańskich owadów. Inne – w tym blisko spokrewniona muchołówka Wenus (Dionaea muscipula), roślina wodna (Aldrovanda vesiculosa) i rosiczka (Drosera spatulata) – używają ruchomych pułapek. Rosiczka zwija swoje lepkie lądowisko, gdy złapią komary. Muchołówka Venus wykorzystuje zmodyfikowane liście lub poduszki, które zatrzaskują się, gdy wyląduje owad – ale dopiero po tym, jak poduszki wyczują wielokrotne dotknięcia włosków spustowych.

Aby dowiedzieć się, jak ewoluowały te pułapki, naukowcy pod kierunkiem biologa ewolucyjnego obliczeniowego Jörga Schultza i biologa roślin Rainera Hedricha z Uniwersytetu w Würzburgu przeprowadzili sekwencjonowanie genomów rosiczki, rośliny wodnej i muchołówki, które są blisko spokrewnione. Następnie porównali swoje genomy z genomami dziewięciu innych roślin, w tym mięsożernej rośliny dzbanecznika oraz niemięsożernych buraków i papai.

Odkryli, że kluczem do ewolucji spożycia mięsa w tej części królestwa roślin jest powielenie całego genomu wspólnego przodka, który żył około 60 milionów lat temu, donosi zespół w Current Biology. Ta duplikacja uwolniła kopie genów, które kiedyś były używane w korzeniach, liściach i systemach sensorycznych do wykrywania i trawienia ofiary. Na przykład rośliny mięsożerne zmieniły przeznaczenie kopii genów, które pomagają korzeniom wchłaniać składniki odżywcze, wchłaniając je w strawionej ofierze. „To, że geny korzeni są wyrażane w liściach drapieżników, jest absolutnie fascynujące” – mówi Kenneth Cameron, botanik z University of Wisconsin w Madison.

Hedrich i jego koledzy dochodzą do wniosku, że mięsożerność wyewoluowała kiedyś u przodka trzech gatunków i niezależnie od dzbanecznika. Dodając te dwa nowe źródła do innych już udokumentowanych, naukowcy doszli do wniosku, że jedzenie mięsa ewoluowało co najmniej sześć razy.

„Mocną stroną [tego badania] jest analiza porównawcza” – mówi Maria Logacheva, naukowiec z Instytutu Nauki i Technologii w Skolkovo, która nie była zaangażowana w prace. „Ładnie pokazuje, jak wyłaniają się nowe cechy”.

Jednak Victor Albert, biolog ewolucyjny roślin na Uniwersytecie w Buffalo, mówi, że zespół Hedricha nie ma wystarczających danych, aby potwierdzić dwa nowe pochodzenia, zwłaszcza że niektóre geny niezbędne do drapieżnictwa istniały u wcześniejszego przodka wspólnego dla roślin dzbanowych i trzech nowo powstałych, sekwencjonowanych roślin. Jego zespół sekwencjonuje dwa dodatkowe gatunki rosiczki, aby wyjaśnić, co się stało.

Ale Luis Herrera-Estrella, genomik roślin z Texas Tech University, z przyjemnością wie o nowych genach, które są teraz powiązane z mięsożernością. On i inni mogą zbadać, jak przeprojektowano geny, aby umożliwić jedzenie mięsa. Rzeczywiście, twierdzi Hedrich, wydaje się, że większość roślin ma już wiele niezbędnych genów. „Droga do mięsożerności wydaje się otwarta dla wszystkich roślin”.

Źródło: Elizabeth Pennisi, doi:10.1126/science.abc8073 | Zdjęcie: Photo by Gabriel on Unsplash

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x