Генетические особенности хищных растений

Растения отличаются от представителей других царств тем, что способны в ходе фотосинтеза самостоятельно преобразовывать энергию в органические вещества. Но иногда растениям, особенно если они произрастают в неблагоприятных условиях, приходится искать другие источники питательных веществ. Самый яркий пример такого явления — плотоядные растения, способные переваривать насекомых и других мелких животных.

Ученые предположили, что хищничество, нетипичное для растений и все же необходимое им для выживания, должно быть связано с генетическими особенностями, полученными в ходе эволюции. Чтобы выяснить, так ли это, исследователи Вюрцбургского университета изучили геномы трех плотоядных растений — Венериной мухоловки (Dionaea muscipula), альдрованды пузырчатой (Aldrovanda vesiculosa), и шпательной росянки (Drosera spatulata). Все эти виды принадлежат к семейству росянковых.

Первое, что обнаружили ученые в ходе исследования — несмотря на разные местообитания и механизмы поимки добычи у всех трех растений гены, отвечающие за плотоядность, были идентичными. Наиболее вероятно, что они получили этот набор генов у общего плотоядного предка, существовавшего миллионы лет назад.

Вторая особенность — небольшой по сравнению с другими растениями геном. Может показаться, что чем необычнее выглядит растение, тем сложнее оно на генетическом уровне. Но, как выяснилось, с хищными растениями все наоборот: у исследуемых видов насчитывается всего от 18 до 25 тысяч генов, в то время как у большинства других растений это количество составляет 30-40 тысяч.

Кроме того, для поимки насекомых эти растения задействуют не только специализированные гены, но и те участки генома, которые у других видов влияют на развитие корней. У плотоядных растений эти «корневые» гены активизируются, когда добыча уже поймана. Такое альтернативное использование генов связано с тем, что сами корни у плотоядных растений сильно редуцированы или отсутствуют совсем. Это неудивительно: хищные цветы растут на торфяных почвах, где почти нет азота, и им приходится получать жизненно важный элемент из других источников.

Дальнейшее исследование хищных растений представляет большой интерес для ботаников, так как оно может пролить свет на многие биологические механизмы, используемые для адаптации. В частности, ученые стремятся подробнее разобраться в том, как работают механизмы захвата насекомых.