Ученый Суэцугу заявил, что одно необычное растение разрушает стереотипы биологии

Международная группа ботаников описала необычное цветковое растение, которое на первый взгляд легко принять за гриб. У него есть шляпковидная форма, оно обитает в тенистом подлеске и полностью лишено хлорофилла — пигмента, обеспечивающего фотосинтез и характерный зелёный цвет растений. Однако, как показало новое исследование, опубликованное в журнале New Phytologist, этот организм относится к семейству баланофоровых и представляет собой один из самых радикальных примеров отказа растений от солнечной энергии.


Авторы работы подчёркивают, что традиционное представление о растениях как о фотосинтезирующих организмах нуждается в пересмотре. По словам соавтора исследования Кенджу Суэцугу из Университета Кобе, баланофоры наглядно демонстрируют, что зелёный цвет и фотосинтез не являются обязательными признаками растительного мира.

Баланофоровые встречаются крайне редко и обитают преимущественно в горных районах Тайваня, а также в густых субтропических лесах японской Окинавы. Эти растения ведут паразитический образ жизни, прикрепляясь к корням деревьев и полностью завися от растения-хозяина, из которого получают воду и питательные вещества. Чтобы понять, каким образом баланофоры приспособились к существованию без света, учёные провели геномный анализ семи видов из двенадцати популяций, обнаруженных в Японии и на Тайване.

Результаты показали, что пластидный геном этих растений оказался крайне сокращённым. Обычно такие геномы отвечают за широкий спектр функций, включая фотосинтез, обмен энергии и внутриклеточные процессы. Несмотря на это, баланофоры сохранили способность выполнять ряд жизненно важных биохимических реакций, в том числе синтез аминокислот. По ряду характеристик их генетическая организация оказалась схожа с пластидами Plasmodium — паразита, вызывающего малярию, что подчёркивает глубину эволюционной адаптации.

Исследователи пришли к выводу, что утрата значительной части пластидного генома произошла ещё около 100 миллионов лет назад, в меловом периоде, задолго до разделения современных видов. Это делает баланофоровые одной из древнейших известных линий паразитических растений.

Учёные объясняют, что паразитизм позволил этим организмам выживать в условиях, где солнечный свет практически недоступен. Отказ от фотосинтеза дал возможность перераспределить ресурсы, направив их не на поддержание листьев и хлоропластов, а на развитие подземных органов и размножение. В глубоко затенённых лесных экосистемах поддержание фотосинтетического аппарата стало энергетически невыгодным, тогда как зависимость от хозяина оказалась более эффективной стратегией.

Дополнительный интерес у исследователей вызвала способность некоторых видов баланофоровых к самовоспроизводству. Такая особенность встречается среди растений нечасто и, вероятно, сыграла ключевую роль в распространении этих видов по островам Японии без участия опылителей или необходимости близкого соседства с другими особями.

В дальнейшем команда планирует расширить круг исследований и сравнить баланофоровые с другими паразитическими растениями. По мнению учёных, это позволит понять, является ли отказ от фотосинтеза эволюционным тупиком или же представляет собой успешную и перспективную стратегию освоения новых экологических ниш.

Читайте также: