Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Categories:

Омела разучилась дышать самостоятельно и начала воровать энергию у хозяина

При упоминании омелы многие вспоминают пышный рождественский венок, которым католики украшают двери домов в сочельник. Впрочем, растение известно в народе и своими целебными свойствами, его, к слову, высоко ценили друиды.

Омела разучилась дышать самостоятельно и начало воровать энергию у хозяина

Современные биологи знают омелу с другой стороны – как полупаразита. Например, типичный вид рода Омела – кустарник под названием омела белая (Víscum álbum) – прикрепляется к ветвям растения-хозяина и получает от него воду и минеральное питание. Органическое вещество он при этом фотосинтезирует самостоятельно.



Однако это не всё, на что способна омела. Сразу два независимых исследования показали, что паразитический образ жизни привёл к довольно необычной эволюционной потере. Растение утратило ключевые компоненты, необходимые для клеточного дыхания.

Напомним, что под этим термином подразумевается процесс переработки глюкозы в аденозинтрифосфаты (или АТФ). Это универсальный источник энергии для всех биохимических процессов.

"Потеря дыхательной способности ранее наблюдалась только у одноклеточных эукариот, что приводило к паразитарному или симбиотическому образу жизни. Мы сообщаем о первом случае, когда большую часть дыхательных способностей утратили многоклеточные эукариоты", — говорит ведущий автор одной из работ Этьен Мейер (Etienne Meyer) из Института молекулярной физиологии растений Общества Макса Планка в Германии.

По словам ведущего автора второй статьи Ханса-Петера Брауна (Hans-Peter Braun) из Ганноверского университета имени Лейбница, науке ещё не было известно ни одного примера, когда многоклеточные эукариоты могли бы функционировать без митохондриального комплекса I (напомним, именно клеточные митохондрии отвечают за дыхание, а этот комплекс – первая из пяти "станций" в энергетической "транспортной цепи").

Исследователи впервые заметили, что "что-то не так", когда секвенирование генома омелы белой выявило недостаток митохондриальных генов для кодирования белковых субъединиц. Они предположили, что растение утратило митохондриальные гены, кодирующие эти субъединицы. По одной из версий, они просто "перекочевали" в ядерный геном. Но, учитывая масштаб потери, это было маловероятным.

Дальнейшие же исследования показали, что в клетках омелы вообще отсутствует митохондриальный комплекс I, и это стало полной неожиданностью для биологов.

Омела разучилась дышать самостоятельно и начало воровать энергию у хозяина

Команды Брауна и Майера работали параллельно, пока на одной из конференций не обнаружили, что следуют в одном направлении. Тогда они решили поделиться друг с другом данными и одновременно представить две статьи в одном научном издании, сообщает сайт phys.org.

Исследовательская группа Ханса-Петера Брауна, в частности, выяснила, что омела на только лишилась митохондриального комплекса I, но в её клетках также значительно снизилось со временем количество субъединиц и других комплексов – II и V (уровень потерь составил от 14 до 44%). Между тем комплексы III и IV, как оказалось, слились в "удивительно стабильные респираторные суперкомплексы". Таким образом произошла полная реорганизация дыхательной цепи растения, поясняют биохимики.

Тем временем группа Этьена Мейера заключила, что уровни фермента, который синтезирует АТФ, у омелы белой снижены в пять раз по сравнению с другими растениями. Зато концентрация других метаболических ферментов, напротив, оказалось сильно завышенной. Иными словами, митохондриальные функции растения претерпели "экстремальные эволюционные корректировки", пишут авторы.

Впрочем, омела, что называется, "не растерялась" и приспособилась воровать глюкозу у растения-хозяина. А большое количество метаболических ферментов как раз помогает расщеплять её и получать АТФ. Украденного питательного вещества, видимо, вполне хватает для жизнедеятельности кустарника, пишет журнал Science.

Обе команды намерены продолжить изучение биохимических процессов, происходящих в клетках омелы. Также они хотят сравнить её с другими растениями-паразитами, чтобы определить, насколько эти изменения специфичны.

Научные статьи были опубликованы в издании Current Biology: первая и вторая.

Автор: Юлия Воробьёва





Ссылка на источник

Tags: биология, ботаника, исследования, эволюция
Subscribe

Posts from This Journal “ботаника” Tag

promo kabzon 13:57, yesterday 1
Buy for 30 tokens
В Республике Башкортостан сохраняется дефицит иммуноглобулина человека против клещевого энцефалита. Об этом «ФВ» сообщила генеральный директор аптечной сети «Фармленд» Аделя Кальметьева. По данным регионального управления Роспотребнадзора, по состоянию на 16 июня в…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments