Filip Husnik / OIST / Yeni Fitolog
Balanophora muaftır
Yeni bir çalışma, dünyanın en küçük çiçeklerinden ve tohumlarından bazılarına sahip olan, kendisini bitki olarak tanımlayan şeylerin çoğunu kaybetmiş, ancak parazit olarak işlev görecek kadar korunmuş olan nadir bir parazit bitkinin evrimsel gizemlerini araştırıyor.
Yosun kaplı ağaçların dibinde, Tayvan ve Japonya dağlarının derinliklerinde ya da Okinawa’nın subtropikal ormanlarında gizlenmiş olarak birçok kişinin anlayabileceği bir şey yetişir. mantar hatası. Aslında dünyadaki en küçük çiçeklere ve tohumlara sahip çok eşsiz bir bitkidir.
Fotosentezi gerçekleştirecek klorofil ve topraktan su sağlayacak kök sistemi olmadan, Balanofora bir dizi aşırı özellik geliştirdi tamamen parazit olarak hayatta kalmak belirli yerel ağaçların köklerinde.
Bazı türler ve popülasyonlar herhangi bir gübreleme olmadan tohum üretirler. son derece nadir görülen bir fenomen bitki krallığında.
Gizemli tür Balanoforameşe palamutlarına benzerliğinden dolayı bu ad verilmiştir (Yunanca balanos, meşe palamudu; phoros, taşıyıcı kelimesinden gelir), uzun zamandır biyologların ilgisini çekmektedir ve günümüzde insan müdahalesi tehdidi altındaki çok özel ortamlara yönelik nadirliği ve tercihi göz önüne alındığında, onu izole edilmiş popülasyonların ötesinde incelemek zor olmuştur.
Ancak şimdi Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (OIST), Kobe Üniversitesi ve Taipei Üniversitesi’nden araştırmacılar, araştırma yapmak için güçlerini birleştirdi. Balanofora kıt ve erişilmesi zor habitatları boyunca.
O çalışmakyakın zamanda şurada yayınlandı Yeni FitologBitkinin evrimsel tarihinin izini sürüyor, organellerinin parazit yaşam tarzına uyum sağlamak için nasıl beklenmedik şekillerde çalıştığını gösteriyor ve bu konuyla ilgili gelecekteki araştırmaların önünü açıyor. “tuhaf” ata.
“A Balanofora onu bitki olarak tanımlayan şeylerin çoğunu kaybettiancak yeterince tutuldu parazit olarak işlev görür. Bu, yaprakları ve normal kök sistemi olan normal bir bitkiye benzeyen bir atadan bu kadar tuhaf bir şeyin nasıl evrimleşebileceğinin büyüleyici bir örneğidir”, diye özetliyor OIST araştırmacısı ve çalışmanın ilk yazarı Petra Svetlikova. ifade enstitünün.
Plastidler, genomlar ve küçülen ada habitatları
Parazit bitkilerde ortak bir özellik, konukçuya bağımlılık arttıkça, onların plastidolarFotosentetik bitkilerdeki kloroplastlar da dahil olmak üzere bitki organelleri için kullanılan genel bir terim, genleri kaybetme ve hatta kaybolma eğilimindedir. tamamen kaybolmak.
Ancak tüm beslenme ihtiyaçları açısından tamamen ev sahibi ağaçlara bağımlı olmasına rağmen, Balanofora plastidleri sakladımHer ne kadar büyük ölçüde azaltılmış bir formda olsa da.
Parazit olmayan bitkilerde 200’e kadar farklı gen plastidlerin yapısını kodlayabilirler; içinde Balanofora, sadece 20 tane kaldı.
Aynı zamanda araştırmacılar şunu da keşfettiler: 700’den fazla proteinplastidler sitoplazmadan plastidlere aktarılır; bu da bu indirgenmiş versiyonda bile plastidlerin hayati bir rol oynamaya devam.
Profesör şöyle açıklıyor: “Balanophora plastidlerinin fotosentezle ilgisi olmayan birçok bileşiğin biyosentezinde yer almaya devam ettiğini görmek şaşırtıcıydı” Filip HusnikOIST’in Evrim, Hücre Biyolojisi ve Simbiyoz Birimi’nden sorumlu ve çalışmanın baş yazarı.
“Bu, fotosentetik olmayan bitkilerde plastid azalmasının sırası ve zamanlamasının diğer ökaryotlarda olanlara benzerHusnik, sıtmaya neden olan ve fotosentetik bir atadan köken alan Plasmodium gibi parazitlerin de bulunduğunu ekliyor.
Çeşitli popülasyonlardan örnekler toplayarak Balanoforaekip başardı türün “hayat ağacını” inşa edin ve Doğu Asya’nın subtropikal adalarında nasıl çeşitlendiğini anlayın.
A Balanophoraceaecinsin ait olduğu aile Balanoforaaşağıdakilerden biridir tamamen parazit olan en eski bitki familyalarıYaklaşık 100 milyon yıl önce Kretase’nin ortasında çeşitlenen ve bu nedenle aynı zamanda kara bitkilerinin ilk gruplarından biridir. kayıp fotosentez.
Bu bitkilerin açık bıraktığı bir diğer ilgi çekici soru ise üremenüfustan nüfusa önemli ölçüde farklılık göstermektedir.
Bazı türler tohum üretebilmek için gübrelemeye ihtiyaç duyar; diğerlerinin hâlâ ek üretim kapasitesi var döllenmeden tohumlarçağrı fakültatif agamospermi; ve ayrıca zorunlu olarak agamospermik olan, yani hiçbir zaman cinsel olarak üremeyen türler de vardır.
“Zorunlu agamospermi Bitki aleminde son derece nadirdirÇünkü birçok olumsuz etkiye sahip olma eğiliminde: genetik çeşitlilik eksikliği, zararlı mutasyonların birikmesi, belirli koşullara bağımlılık, daha fazla yok olma riski vb.” diye açıklıyor Svetlikova.
“İlginçtir ki, bu türlerin Balanofora zorunlu olarak agamospermik hepsi ada türleriydi – ve daha fazla türün olduğunu tahmin ediyoruz Balanofora araştırmacı, bunların isteğe bağlı, hatta zorunlu agamospermler olabileceğini ekliyor.
Bu üreme stratejisinin avantajlarından biri tek bir dişi bitkinin yeni adalara yayılmasına izin vererek, onun büyüdüğü çok özel bir alanı hızla kolonileştirmesine izin vermektir: diğer birkaç bitkinin hayatta kalabileceği karanlık, nemli çalılıklar.
Kendini klonlama yeteneğine rağmen Balanofora son derece seçicidir ev sahibi seçimi: Her popülasyon yalnızca birkaç ağaç türünü parazitler. Bu da ne yazık ki bu nadir ve eşsiz çiçekleri daha da güzelleştiriyor. hassas.
“En çok bilinen yaşam alanları Balanofora Okinawa’da korunuyor, ancak popülasyonlar ağaç kesilmesi nedeniyle yok olma tehlikesiyle karşı karşıya ve izinsiz toplama”, diye vurguluyor Svetlikova.
Araştırmacı şu sonuca varıyor: “Çok geç olmadan bu fantastik ve eski bitki hakkında mümkün olduğunca çok şey öğrenmeyi umuyoruz. Bu, evrimin bizi nasıl şaşırtmaya devam ettiğinin bir hatırlatıcısı.”