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.
Хищная венерина мухоловка
© Leah-Anne Thompson / Фотодом / Shutterstock
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.
Исследование опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution
Источник: chrdk.ru
