Биологи проследили эволюцию хищничества у растений
Известно более пяти сотен видов насекомоядных растений, получающих из своей добычи азот и другие питательные вещества. Ботаники давно высказали гипотезу, что способность ловить и переваривать насекомых у растений развилась из механизмов, которые обеспечивали им защиту от насекомых-вредителей.
Теперь эта идея получила весомое подтверждение на генетическом уровне.
Венерина мухоловка
© Sergey Urzhumskov/Flickr
Группа ученых во главе с биофизиком Райнером Хедрихом (Rainer Hedrich) и биоинформатиком Йоргом Шульцем (Jorg Schultz) из Вюрцбургского университета проследила работу генов, задействованных в обнаружении и переваривании насекомых венериной мухоловкой (Dionaea muscipula). Чтобы поймать жертву, которая заползла внутрь ловчего листа, венерина мухоловка использует древнюю систему охранной сигнализации.
Насекомое задевает чувствительные волоски, которые генерируют электрические импульсы, заставляющие железы растения вырабатывать жасмоновую кислоту. Аналогичный механизм у обычных растений включается при нападении на него травоядных насекомых.
Паттерны экспрессии соответствующих генов у обычных и насекомоядных растений, как обнаружили исследователи, обладают значительным сходством.
Отличается лишь последствия, которые наступают после срабатывания сигнального механизма. У обычных растений жасмоновая кислота запускает синтез токсинов, служащих для обороны против насекомых.
Также растение начинает выделять ингибиторы гидролаз – ферментов, которые растительноядные насекомые используют для расщепления растительных белков. У насекомоядных растений начинается выделение ферментов, в основе которых лежат те же вещества, но в значительно большем количестве.
Через несколько часов внутри ловушки начинают работать другие гены, которые помогают растению усвоить пищу. Эксперименты показали, что такие же гены активны в корнях других растений.
Исследование принято к печати журналом Genome Research, а его предварительный вариант опубликован онлайн.
