Fotosyntéza. Učení se, jak rostliny využívají slunce a vodu k výrobě vlastního jídla, je základem hodin biologie a umožňuje život na Zemi. Přesto ne všechny z více než 300 000 známých rostlinných druhů jsou velmocemi produkujícími potraviny, které se sexuálně rozmnožují. Místo toho rostliny jako ty z rodu Balanophora jsou asexuální parazité. Tyto mimozemské rostliny zpochybňují samotné základy rostlinné biologie.
„Mým dlouhodobým cílem je přehodnotit, co to skutečně znamená být rostlinou,“ uvedl v prohlášení Kenji Suetsugu, botanik z univerzity v Kobe v Japonsku. „Po mnoho let mě fascinují rostliny, které opustily fotosyntézu, a chci odhalit změny, ke kterým v tomto procesu dochází.“
Suetsugu je spoluautorem studie nedávno publikované v časopise Nový fytolog který se ponoří do světa těchto asexuálních parazitů. Balanophora druhy jsou považovány za extrémní příklad nezelených rostlin, které se živí kořeny jiných. Většinou žijí pod zemí a nacházejí se v tropických oblastech v Africe, jižní Asii a jihovýchodní Asii. V horách Tchaj-wanu a Japonska rostou na úpatí mechových stromů, často vypadají spíše jako houba. Rostliny mají nejmenší květy a semena na světě a objevují se pouze v období květu od července do října.
Nějaký Balanophora druhy se rozmnožují pohlavně, zatímco jiné jsou výhradně asexuální. Stále však není jasné, jak změny v genomech rostlin ovlivňují jejich ekologii a reprodukci. Pro tuto novou studii Suetsugu a jeho partneři z Okinawského institutu vědy a technologie analyzovali tři hlavní složky Balanophora vývoj. Potřebovali pochopit, jak spolu souvisí rostliny této skupiny, jejichž geny se změnily na asexuální chování. Poté se podívali, jak tyto geny modifikovaly část rostlinné buňky, která funguje jako solární panel a absorbuje sluneční světlo v zelených rostlinách nazývaných plastidy. Konečně potřebují lepší obrázek o tom, jak reprodukce zapadá do jejich ekologie.
Podle Suetsugu bylo největším problémem jednoduše najít rostliny. „Tyto rostliny jsou vzácné, nejednotné a často omezené na strmé, vlhké lesy. Ale dlouholeté zkušenosti se studiem Balanophora jak v laboratoři, tak v terénních studiích, stejně jako dlouholeté vztahy s místními přírodovědci umožnily tento projekt,“ řekl.
Zjistili to Balanophora rostliny mají extrémně omezený plastidový genom, kde zelené rostliny absorbují sluneční světlo. K tomuto snížení genetického materiálu pravděpodobně došlo u jejich společného předka, než se rostliny diverzifikovaly do několika různých druhů. Většina parazitických rostlin má tendenci ztrácet geny ve svých plastidech, protože se stávají více závislými na svých hostitelských rostlinách. Nicméně, i když Balanophora Potrava je zcela závislá na hostitelských stromech, stále mají nějaké plastidy.
„Je vzrušující vidět, jak daleko může rostlina zmenšit svůj plastidový genom, který na první pohled vypadá, jako by plastid byl na pokraji zmizení,“ řekl Suetsugu. „Ale při bližším pohledu jsme zjistili, že mnoho proteinů je stále transportováno do plastidu, což ukazuje, že i když rostlina opustila fotosyntézu, plastid je stále důležitou součástí metabolismu rostliny.“
Pokud jde o jejich nepohlavní rozmnožování, pravděpodobně se to ve skupině vyvíjelo vícekrát. Rostliny si možná vyvinuly další schopnost vytvářet semena bez oplodnění v rané fázi svého vývoje a byla to výhoda, protože kolonizovaly souostroví od pevninského Japonska přes ostrov Okinawa dále na jih až po Tchaj-wan.
„Za posledních deset let jsem studovalBalanophoraopylování a šíření semen, kde velbloudí cvrčci a švábi hrají neočekávanou roli, ale také jsem si všiml, že asexuální produkce semen často zajistila reprodukci, když je pár nebo opylovačů vzácní,“ vysvětlil Suetsugu.
Nakonec se asexuální reprodukce u některých mohla stát trvalouBalanophoradruh.
V budoucí práci tým doufá, že propojí tyto výsledky s dalšími biochemickými daty, aby zjistil, co to jeBalanophoraplastidy skutečně produkují, co vytváří potravu, a jak pomáhají udržovat tyto parazitické rostliny, když rostou v kořenech svého hostitele.
„Pro někoho, kdo strávil mnoho hodin pozorováním těchto rostlin v temných, vlhkých lesích, je vidět, jak se jejich příběh odvíjí na genomické úrovni, hluboce uspokojující,“ uzavřel Suetsugu.
Průvodce venkovními dárky 2025 PopSci
Čerpáme z těchto zdrojů: google.com, science.org, newatlas.com, wired.com, pixabay.com
