食肉性植物為什么會吃肉?

食肉性植物為什么會吃肉?

2020-05-16 16:54:06  美國《科學》雜志網站
本文作者:伊麗莎白·佩尼西

發表時間:2020-05-16 16:54:06作者:伊麗莎白·佩尼西來源:美國《科學》雜志網站字體大小:A+  A-
食肉性植物為什么會吃肉?
食肉性植物為什么會吃肉?最近,一項對三種食肉植物的研究表明,在進化過程中巧妙的基因重組能夠幫助它們進化出捕捉和消化富含蛋白質食物的能力。

食肉植物已經發展出許多誘捕獵物的狡猾方法。例如,豬籠草使用含有酶的“陷阱”來消化寄生昆蟲。其他的包括密切相關的金星捕蠅草、水車草和匙葉茅膏菜等。當蚊子被它捕捉時,金星捕蠅草使用的是調整好的葉子,或者肉掌,當昆蟲著陸時,它們會突然關閉,但只有在肉掌感覺到觸動它們的觸發毛多次后才會關閉。

為了找出這些陷阱是如何進化的,由進化生物學家約爾格·舒爾茨和植物生物學家萊納•海德里希(Rainer Hedrich)領導的研究人員對太陽草、水車草和金星捕蠅草的基因組進行了測序,它們都是密切相關的。然后,將它們的基因組與其他9種植物的基因組進行了比較,其中包括一種肉食性豬籠草、非食草性甜菜根和番木瓜。

研究小組在《當代生物學》雜志上報道說,他們研究發現,在這些肉食性的植物里,食肉進化的關鍵是在一個共同祖先身上復制了整個基因組,這個祖先生活在大約6000萬年前。這種復制釋放了曾經用于根、葉和感覺系統和消化系統的基因。例如,食肉植物利用基因的復制來幫助根部吸收營養,以吸收來自被消化的獵物的營養。威斯康星大學麥迪遜分校的植物學家肯尼思·卡梅倫說:“食肉性植物的葉子中表達的來自根的基因是極有吸引力的發現。”。

海德里希和他的同事得出結論,食肉性植物在這三個物種的祖先中都獨立地進化過一次,把這兩個新的起源和其他已經被記錄在案的起源作比較后,研究人員得出結論,食肉性植物已經進化了至少六次。

斯科爾科沃科學技術研究所的植物科學家瑪麗亞·洛加切娃(Maria Logacheva)說,雖然她沒有參與這項工作,但這項研究的優勢在于對比分析,它很好地展示了食肉性植物是如何形成的。

然而,布法羅大學的植物進化生物學家維克多阿爾伯特(Victor Albert)說,海德里希的團隊沒有足夠的數據支持這兩個新的起源,特別是因為一些捕食所必需的基因存在于豬籠草和三種新測序的植物共同的早期祖先中。他的團隊正在對另外兩種植物進行測序,以幫助弄清發生了什么。

但是,德克薩斯理工大學的植物基因組學家路易斯·赫雷拉·埃斯特雷拉(Luis Herrera Estrella)很高興地了解到現在與食肉植物有關的新基因。他和其他人將會合作研究食肉性植物的基因是如何重組的,從而使食肉成為可能。海德里希說,事實上,大多數植物似乎已經擁有許多必需的食肉基因。

責編:微科普

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