Эволюционный поворот: жажда паразитизма заставила обычное растение полностью переписать свою ДНК и отказаться от корней

В мире растений обнаружен удивительный организм, который бросил вызов всем канонам биологии. Это растение, внешне почти неотличимое от гриба, полностью отказалось от фотосинтеза и ведёт образ жизни настоящего паразита. Уникальное исследование его генома показало невероятные масштабы эволюционной перестройки. Об этом сообщает научный портал New-Science.ru со ссылкой на публикацию в журнале New Phytologist.

Генетическая революция в мире флоры

Международная группа учёных провела детальный анализ геномов семи видов растений из рода Баланофора (Balanophora). Результаты исследования оказались поразительными: эти организмы претерпели радикальные генетические изменения, чтобы приспособиться к паразитическому существованию. Самый яркий пример — кардинальное упрощение хлоропластов, особых органелл, отвечающих у растений за фотосинтез. Именно благодаря им обычные растения превращают солнечный свет в питательные вещества.

Геном хлоропластов (пластидный геном) у баланофоры сократился примерно в десять раз по сравнению с типичными представителями флоры. Если у большинства растений он содержит от 120 до 170 тысяч пар оснований — своеобразных "букв" генетического кода, — то у этого паразита осталось лишь 14-16 тысяч. Этот остаточный генетический материал превратился в рудиментарную структуру, которая более не способна выполнять свою главную функцию.

Образ жизни и эволюционное сходство

Подобно грибам, баланофора прикрепляется к корням деревьев-хозяев и напрямую высасывает из них воду и все необходимые для жизни питательные вещества. При этом она ничего не предлагает им взамен, что делает её облигатным, или полным, паразитом. Такая стратегия выживания привела к поразительному внешнему сходству с грибами, хотя эти организмы приходятся друг другу очень дальними родственниками.

"Баланофора утратила многое из того, что определяет растение, но сохранила достаточно, чтобы функционировать как паразит. Её сходство с грибами является ярким примером конвергентной эволюции", — отмечает ботаник Петра Светликова из Окинавского института науки и технологий.

Конвергентная эволюция — это процесс, при котором неродственные организмы независимо друг от друга развивают схожие черты под влиянием одинаковых условий окружающей среды. В данном случае сходный паразитический образ жизни заставил растение и гриб эволюционировать внешне похожим образом.

Эволюционная история и стратегия выживания

Исследование также установило, что утрата генов, отвечающих за фотосинтез, произошла у общего предка всех изученных видов баланофоры. Это был единый эволюционный поворот, определивший дальнейшую судьбу всего рода. Попав на изолированные острова, некоторые виды прошли дополнительную адаптацию, развив способность к бесполому размножению.

Для отдельных видов баланофоры это теперь единственный способ продолжить род. Такая стратегия крайне редко встречается среди облигатных паразитов в мире растений. Учёные поясняют, что она значительно повышает шансы на выживание в условиях изоляции, где найти партнёра для размножения или подходящее место для обитания бывает очень сложно.

Баланофоры представляют собой уникальную модель для изучения крайних эволюционных изменений. Их пример показывает, как сложные организмы могут полностью отказаться от фундаментальной функции — в данном случае фотосинтеза — и найти радикально новый путь для выживания. Это открытие позволяет по-новому взглянуть на возможности адаптации и границы жизни в царстве растений.