Омела — первое растение полностью переставшее «дышать»

Когда и без воздуха хорошо.

Обычная омела, символ католического Рождества, оказалась уникальным представителем царства растений, который не умеет расщеплять сахара при помощи кислорода и использовать их энергию для производства клеточной «энерговалюты», заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Ученые нашли растение, полностью разучившееся «дышать»

Обычная Омела или белая | Фото: thisandthat93.wordpress.com

«Наши коллеги недавно выяснили, что у омел отсутствуют гены, связанные с кислородным дыханием в митохондриях. Мы думали, что они «переехали» в какую-то другую часть генома, и  были поражены, когда поняли, что омела полностью избавилась от этой части метаболической машины клетки.

Она считалась обязательной частью клеток всех многоклеточных существ», — заявил Эндрю Маклин из Центра Джона Иннеса в Норидже (Великобритания).

Ботаники относительно давно выяснили, что некоторые растения потеряли в далеком прошлом способность к фотосинтезу и самостоятельной добыче питательных веществ, научившись паразитировать на других растениях и даже грибах.

Такие представители флоры, так называемые микогетеротрофные растения, чаще всего можно встретить в лесах и в темных уголках местности, где другие члены растительного мира просто не могут выжить.

Ярким примером таких растений являются орхидеи, растущие в тропических и умеренных лесах и паразитирующие на различного рода грибах, которых они обманом заставляют снабжать себя питательными веществами и минералами. Существуют десятки видов других цветочных растений, которые ведут схожий образ жизни.

Маклин и его коллеги обнаружили растение, которое довело этот процесс до логического конца – оно полностью потеряло способность не только самостоятельно получать сахара только при помощи фотосинтеза, но и расщеплять «сворованные» питательные вещества, используя кислород.

Им оказалась обычная омела, паразитическое растение, чьими ветвями жители Европы украшают свои дома во время Рождества и Нового Года.

Анализируя геном этого представителя флоры, авторы статьи обратили внимание на необычно малую длину той его части, которая управляет работой митохондрий – клеточных «энергостанций», в которых окисляется глюкоза и другие питательные вещества и производятся молекулы АТФ, универсальной клеточной «энерговалюты».

В далеком прошлом, митохондрии были самостоятельными организмами, однако впоследствии они слились с предками растений и животных и постепенно стали частью их клеток, лишившись почти всех генов, большая часть которых «переехала» в ядерную ДНК.

По этой причине сокращение этой части генома у омел заинтересовало, но не удивило генетиков. Тем не менее, причины для удивления все же нашлись – оказалось, что гены, отвечающие за работу так называемого «комплекса I», ключевого набора ферментов митохондрий, полностью исчезли и из ядерной, и митохондриальной ДНК.

Эти белки, как объясняют ученые, отвечают за «сжигание» углеводов и прочих нутриентов в клетках всех многоклеточных веществ и использование их энергии для других целей.

Возникает вопрос, как тогда омела выживает? Как показали дальнейшие опыты Маклина и его коллег, эти растения производят молекулы АТФ, используя гликолиз и другие «бескислородные» виды метаболизма, чей КПД в десятки раз ниже.

Вдобавок, часть молекул «энерговалюты», как подозревают ученые, омела просто ворует у хозяина. И то и другое, по словам генетиков, объясняет то, почему эти паразиты высасывают необычно много сахаров из веток их жертв.

Сейчас Маклин и его коллеги анализируют ДНК многих других паразитических видов растений, проверяя, являются ли омелы действительно уникальными в этом отношении.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram, чтобы быть в курсе самых интересных событий.

  • Последние записи

  • Больше из архива Наука и технологии