Цветы – это восторг, это сказка, это прекрасно. Не спорю! Но все прекрасное можно довести до крайности, так появляются цветы-пapaзuты. Да-да! Поговорим об огромном цветке-паразите – Раффлезии.
Раффлезия – это цветок, без листьев, стебля и корней. Генетический анализ показал, что раффлезия относится к семейству молочайных (Euphorbiaceae), хотя внешне и не скажешь о таком родстве.
Раффлезиевые включают три близких рода (Rafflesia, Rhizanthes и Sapria). Все они встречаются только в джунглях Юго-Восточной Азии и паразитируют на лианах рода Tetrastigma.
Раффлезия имеет около метра в диаметре и весит 7 кг. Внешний вид странный, да и запах… Бррр… Раффлезия благоухает гниющим мясом и опыляется мухами.
Цветок – истинные паразит, он не способен фотосинтезировать. Собственно «тело» паразита представляет собой комки и ветвящиеся тяжи клеток, пронизывающие ткани растения-хозяина и сосущие его соки.
Эти особенности раффлезии поставили ботаников в сложное положение – они никак не могли понять, к какой группе растений она относится.
Использовали методы молекулярной филогенетики, то есть реконструкцию эволюционной истории на основе сравнения нуклеотидных последовательностей ДНК.
Однако и на этом пути исследователи столкнулись с рядом трудностей. Выяснилось, что между раффлезией и её хозяевами происходил горизонтальный обмен генами. Можете себе представить? Ведь до этого это было обнаружено и доказано только для бактерий и некоторых иглокожих.
Поэтому анализ отдельных генов давал противоречивые результаты. Сравнительно-генетические исследования уверенно свидетельствовали лишь о том, что раффлезия относится к порядку Malpighiales, но это огромная группа двудольных, включающая множество мало похожих друг на друга семейств.
Чтобы уточнить таксономическое положение раффлезии, группа американских ботаников и молекулярных биологов провела невероятно широкомасштабное исследование, в котором использовались последовательности пяти митохондриальных и одного пластидного гена у 111 видов растений, представляющих все семейства порядка Malpighiales. Для 40 видов были получены также последовательности двух ядерных генов. Все эти нуклеотидные последовательности - это свыше 400 страниц печатного текста. Представляете?
Филогенетическая реконструкция, построенная на основе этих данных, показала, что раффлезиевые входят в состав семейства Euphorbiacea - молочайные. При этом ни одна из черт строения раффлезиевых не указывала на такое родство. Более того, почти у всех молочайных цветы очень мелкие.
Полученные результаты заставляют признать, что на ранних этапах эволюции раффлезиевые увеличивали и увеличивали размер цветка. Диаметр цветка вырос в 80 раз за промежуток времени, не превышающий 46 млн лет. Что послужило причиной пока не понятно, но думаю, со временем и это узнаем.
Узнали, что между паразитом и хозяином был горизонтальный переноса генов. Он проходил очень интересно: при переносе генов от хозяина (лианы Tetrastigma) к раффлезии, у неё, наряду с приобретенной новой копией гена, сохраняется и «своя», старая копия. Это необычно, но, кто его знает паразита, зачем им старая копия гена. Теперь выясняют и это, но тут потребуется много времени.
Вот так молекулярная филогенетика в последние десятилетия неуклонно вытесняет и замещает классические методы биологической систематики, основанные на морфологических признаках.
Понравилось? Поговорим позже о себе любимых, то есть горизонтальном переносе генов у предков человека.
Дзен, не волнуйся! Это от вирусов и бактерий. Всё очень прилично.
(Материалы взяты из статьи Charles C. Davis, Maribeth Latvis, Daniel L. Nickrent, Kenneth J. Wurdack, David A. Baum. Floral Gigantism in Rafflesiaceae // Science. 2007. V. 315. P. 1812.)
