Необычное растение может быть одним из самых странных экспериментов эволюции

Можно было бы подумать, что это гриб. У него шляпка, он растёт в подлеске и в нём отсутствует хлорофилл — пигмент, отвечающий за фотосинтез и за зелёный цвет растений. Но, несмотря на внешний вид, это вид цветковых растений, принадлежащий к семейству баланофоровых – группе растений, способных выживать и размножаться без солнечного света и полового размножения. Новое исследование было опубликовано в журнале New Phytologist.

«Многие люди отождествляют растения с фотосинтезом, однако Balanophora демонстрирует, что для того, чтобы быть растением, не обязательно быть зеленым», — сказал соавтор исследования Кенджу Суэцугу из Университета Кобе, Япония. 

Семейство баланофоровых, хотя и крайне редкое, можно обнаружить в горах Тайваня и пышных субтропических лесах Окинавы. Это семейство паразитов, которые прикрепляются к корням деревьев и выживают, высасывая питательные вещества из растения-хозяина. Чтобы выяснить, как это необычное растение адаптировалось к своему альтернативному образу жизни, исследователи проанализировали геном семи видов баланофоровых из 12 популяций, расположенных на Тайване и в Японии. 

Интересно, что исследователи обнаружили крайне редуцированный пластидный геном растений семейства Balanophora. Эти геномы участвуют во многих важных процессах, от регуляции энергии и хранения ресурсов до клеточной коммуникации и фотосинтеза. И все же, несмотря на резкое сокращение пластидного генома, растения, по-видимому, способны осуществлять многие ключевые процессы, включая производство аминокислот. Таким образом, семейство Balanophoraceae имеет ключевые сходства с Plasmodium, паразитом, вызывающим малярию, который также обладает редуцированным пластидным геномом.

По мнению исследователей, это сокращение произошло до диверсификации семейства Balanophoraceae 100 миллионов лет назад, в середине мелового периода, что делает Balanophoraceae одной из древнейших паразитических линий. 

«Паразитизм обеспечивает выживание и размножение в местах обитания, где ограничен доступ света, и позволяет растению перенаправить ресурсы с листьев и фотосинтезирующих структур на подземные паразитические органы и размножение», — сказал Суэцугу. 

Напротив, «как только линия организмов становится сильно зависимой от хозяина в глубоко затененном подлеске леса, преимущества поддержания фотосинтетического аппарата уменьшаются, в то время как его метаболические затраты остаются высокими».

Но это еще не все. Некоторые виды баланофоровых обладают удивительной способностью к самовоспроизводству — качеством, не особенно распространенным в растительном мире. Возможно, именно это позволило этим видам распространиться по островам Японии без необходимости во внешней помощи в виде опылителей или партнеров для размножения поблизости. 

Далее команда надеется расширить свои исследования и изучить другие виды паразитических растений.

«Сравнивая эти линии развития, мы надеемся определить, представляют ли растения, отказавшиеся от фотосинтеза, эволюционный тупик или же они активно изучают новые экологические стратегии», — сказал Суэцугу.