Φωτοσύνθεση. Η εκμάθηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά χρησιμοποιούν τον ήλιο και το νερό για να φτιάξουν τη δική τους τροφή είναι βασικό στοιχείο του μαθήματος βιολογίας και καθιστά δυνατή τη ζωή στη Γη. Ωστόσο, δεν είναι όλα τα πάνω από 300.000 γνωστά είδη φυτών που παράγουν τρόφιμα και αναπαράγονται σεξουαλικά. Αντίθετα, φυτά σαν αυτά του γένους Μπαλανοφόρα είναι ασεξουαλικά παράσιτα. Αυτά τα εξωγήινα φυτά αμφισβητούν τα ίδια τα θεμέλια της φυτικής βιολογίας.
«Ο μακροχρόνιος στόχος μου είναι να ξανασκεφτώ τι σημαίνει πραγματικά να είσαι φυτό». Kenji Suetsuguβοτανολόγος στο Πανεπιστήμιο Kobe στην Ιαπωνία, είπε σε δήλωση. «Για πολλά χρόνια με γοητεύουν τα φυτά που έχουν εγκαταλείψει τη φωτοσύνθεση και θέλω να αποκαλύψω τις αλλαγές που συμβαίνουν στη διαδικασία».
Ο Suetsugu είναι ο συν-συγγραφέας του a μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Νέος Φυτολόγος που βουτάει στον κόσμο αυτών των άφυλων παρασίτων. Μπαλανοφόρα τα είδη θεωρούνται ακραίο παράδειγμα μη πράσινων φυτών που τρέφονται από τις ρίζες άλλων. Ζουν κυρίως υπόγεια και βρίσκονται σε τροπικές περιοχές σε όλη την Αφρική, τη Νότια Ασία και τη Νοτιοανατολική Ασία. Στα βουνά της Ταϊβάν και της Ιαπωνίας, αναπτύσσονται στη βάση των βρύων δέντρων, που συχνά μοιάζουν περισσότερο με μανιτάρια. Τα φυτά έχουν τα μικρότερα άνθη και σπόρους στον κόσμο και εμφανίζονται μόνο κατά τη διάρκεια του περίοδος ανθοφορίας από τον Ιούλιο έως τον Οκτώβριο.
Μερικοί Μπαλανοφόρα είδη κάνουν αναπαράγονται σεξουαλικάενώ άλλα είναι αποκλειστικά ασεξουαλικά. Ωστόσο, δεν είναι ακόμη σαφές πώς οι αλλαγές στο γονιδίωμα των φυτών επηρεάζουν την οικολογία και την αναπαραγωγή τους. Για αυτή τη νέα μελέτη, ο Suetsugu και οι συνεργάτες του στο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα ανέλυσαν τρία κύρια στοιχεία Μπαλανοφόρα εξέλιξη. Έπρεπε να καταλάβουν πώς σχετίζονται μεταξύ τους τα φυτά αυτής της ομάδας των οποίων τα γονίδια έχουν αλλάξει για ασεξουαλική συμπεριφορά. Στη συνέχεια, έψαξαν να δουν πώς αυτά τα γονίδια τροποποίησαν το τμήμα του κυττάρου ενός φυτού που λειτουργεί σαν ηλιακό πάνελ και απορροφά το ηλιακό φως στα πράσινα φυτά που ονομάζεται πλαστίδια. Τέλος, χρειάζονται μια καλύτερη εικόνα για το πώς η αναπαραγωγή ταιριάζει στην οικολογία τους.
Σύμφωνα με τον Suetsugu, οι μεγαλύτερες προκλήσεις ήταν απλώς η εύρεση των φυτών. «Αυτά τα φυτά είναι σπάνια, αποσπασματικά και συχνά περιορίζονται σε απότομα, υγρά δάση. Αλλά χρόνια εμπειρίας στη μελέτη Μπαλανοφόρα τόσο στο εργαστήριο όσο και στις επιτόπιες μελέτες, καθώς και οι μακροχρόνιες σχέσεις με ντόπιους φυσιοδίφες κατέστησαν δυνατό αυτό το έργο», είπε.
Το βρήκαν Μπαλανοφόρα Τα φυτά έχουν ένα εξαιρετικά περιορισμένο γονιδίωμα πλαστιδίου, όπου τα πράσινα φυτά απορροφούν το φως του ήλιου. Αυτή η μείωση του γενετικού υλικού πιθανότατα συνέβη στον κοινό τους πρόγονο, πριν τα φυτά διαφοροποιηθούν σε πολλά διαφορετικά είδη. Τα περισσότερα παρασιτικά φυτά τείνουν να χάνουν γονίδια στα πλαστίδια τους καθώς εξαρτώνται περισσότερο από τα φυτά ξενιστές τους. Ωστόσο, παρόλο που Μπαλανοφόρα εξαρτώνται πλήρως από τα δέντρα-ξενιστές τους για τροφή, έχουν ακόμα μερικά πλαστίδια.
«Είναι συναρπαστικό να βλέπεις πόσο μπορεί ένα φυτό να μειώσει το πλαστιδικό του γονιδίωμα, το οποίο με την πρώτη ματιά φαίνεται σαν το πλαστίδιο να βρίσκεται στα πρόθυρα της εξαφάνισης», είπε ο Σουετσούγκου. «Αλλά κοιτάζοντας πιο προσεκτικά, διαπιστώσαμε ότι πολλές πρωτεΐνες εξακολουθούν να μεταφέρονται στο πλαστίδιο, δείχνοντας ότι παρόλο που το φυτό έχει εγκαταλείψει τη φωτοσύνθεση, το πλαστίδιο εξακολουθεί να είναι ένα ζωτικό μέρος του μεταβολισμού του φυτού».
Όσον αφορά την άφυλη αναπαραγωγή τους, αυτό πιθανότατα εξελίχθηκε πολλές φορές στην ομάδα. Τα φυτά εξέλιξαν πιθανώς την πρόσθετη ικανότητα να δημιουργούν σπόρους χωρίς γονιμοποίηση νωρίς στην εξέλιξή τους και ήταν ένα πλεονέκτημα καθώς αποίκησαν το αρχιπέλαγος που εκτείνεται από την ηπειρωτική Ιαπωνία μέσω του νησιού Οκινάουα νοτιότερα μέχρι την Ταϊβάν.
«Την τελευταία δεκαετία έχω σπουδάσειΜπαλανοφόραεπικονίαση και διασπορά σπόρων όπου οι γρύλοι καμήλας και οι κατσαρίδες παίζουν έναν απροσδόκητο ρόλο, αλλά παρατήρησα επίσης ότι η ασεξουαλική παραγωγή σπόρων συχνά εξασφάλιζε την αναπαραγωγή όταν οι σύντροφοι ή οι επικονιαστές είναι σπάνιοι», εξήγησε ο Suetsugu.
Τελικά, η ασεξουαλική αναπαραγωγή μπορεί να έχει γίνει μόνιμη σε ορισμένουςΜπαλανοφόραείδος.
Σε μελλοντική εργασία, η ομάδα ελπίζει να συνδέσει αυτά τα αποτελέσματα με περισσότερα βιοχημικά δεδομένα για να δει τιΜπαλανοφόραΤα πλαστίδια παράγουν πράγματι που δημιουργεί τροφή και πώς βοηθούν στη διατήρηση αυτών των παρασιτικών φυτών καθώς αναπτύσσονται μέσα στις ρίζες του ξενιστή τους.
«Για κάποιον που έχει περάσει πολλές ώρες παρατηρώντας αυτά τα φυτά σε σκοτεινά, υγρά δάση, το να βλέπει την ιστορία τους να εκτυλίσσεται σε γονιδιωματικό επίπεδο είναι βαθιά ικανοποιητικό», κατέληξε ο Suetsugu.
2025 PopSci Outdoor Gift Guide
VIA: popsci.com
