Большая международная группа генетиков выявила общие генетические особенности у всех плотоядных растений, эволюционировавших независимо друг от друга.
Среди множества представителей растительного царства встречается несколько видов плотоядных растений. В процессе эволюции они смогли приобрести специальные механизмы, позволяющие им, в отличие от других растений, получать питательные вещества не только из почвы.
Эти растения научились питаться насекомыми. Произошло это, как предполагается, от того что их предки росли на почвах, чрезвычайно бедных азотом и фосфором, и охота на насекомых позволила им выжить.
Ученые решили выяснить, какие именно генетические изменения превратили некоторые растения в хищников. Для этого они секвенировали геном Cephalotus follicularis — одного из плотоядных растений, растущего на юго-западе Австралии. Им удалось выявить генетические изменения, связанные с привлечением добычи растением, последующим захватом жертвы, пищеварением и усвоением питательных веществ.
Данные анализа генома Cephalotus follicularis сравнили с данными по геномам двух других хищных растений, Nepenthes alata, произрастающего в Азии, и Sarracenia purpurea, родом из Северной Америки. Оказалось, что все три растительных хищника имеют одинаковый набор генов, которые связаны с охотой и перевариванием животной пищи. Так, все три растения имеют одинаковые белки, которые в процессе эволюции стали ферментами, переваривающими насекомых. Это два основных фермента: хитиназа, которая разрушает хитин, основной компонент жестких внешних частей насекомых, и фосфатаза, которая позволяет растениям получить от жертв фосфор — очень важное питательное вещество. Кроме того, ученые нашли еще один специфический фермент, общий для хищных растений, — РНКазу T2, который разрушает РНК в клетках насекомых.
Полученные генетиками данные показывают, что эволюция плотоядных растений развивалась очень сходным образом. И это происходило несмотря на то, что такие растения были разделены океанами и находились на разных континентах.
«Наш результат указывает на схожесть генетических программ и эволюционных путей в родословных плотоядных растений, которые эволюционировали независимо друг от друга. Геном Cephalotus follicularis позволил нам обнаружить многочисленные гены, связанные с эволюционным переходом к хищничеству в растениях. В частности, высокая степень конвергентной эволюции пищеварительных ферментов указывает на то, что существует лишь несколько возможных путей эволюции для покрытосеменных, ведущих к плотоядности», — говорится в статье.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение