Joseph Norman
0 
1548
242
För cirka 70 miljoner år sedan, när dinosaurier vandrade runt jorden, tillät en genetisk avvikelse att vissa växter förvandlades till köttätare. Detta gjordes delvis med ett stealthy trick: återanvända gener som är avsedda för deras rötter och löv och i stället använda dem för att fånga rov, finner en ny studie.
Detta steg är ett av tre som vissa växter som inte hade köttätande tog över tiotals miljoner år för att låta dem förvandlas till hungriga köttätare, säger forskarna.
Det köttätande skiftet gav dessa växter ett antal fördelar. I själva verket har "köttätande växter vänt borden genom att fånga och konsumera näringsrika djurbyte, vilket möjliggjorde för dem att frodas i näringsfattig jord," skrev forskarna i studien, publicerad online 14 maj i tidskriften Current Biology.
Relaterad: Bildgalleri: Köttätande växter
För att undersöka hur köttätande växter utvecklades jämförde ett internationellt team av botanister och biologer under ledning av Jörg Schultz, docent, vid universitetet i Würzburg, Tyskland, genomerna och anatomin hos tre moderna köttätande växter.
Det finns hundratals köttätande växtarter, men forskarna valde att titta på tre relaterade insektsätande växter, alla medlemmar i familjen Droseraceae. Alla tre av dessa växter använder rörelse för att fånga rov, säger forskarna.
En växt är den välkända Venus flytrap (Dionaea muscipula), en infödd i våtmarkerna i Carolinas som har påverkat Pokémon-karaktärer, uppträtt i olika lördagsmorgonteckningar och till och med inspirerat till ett Broadway-spel. Den nära besläktade vattenlevande växten (Aldrovanda vesiculosa) ockuperar vattnen på nästan alla kontinenter. Den har snediga undervattensklaffar som snabbt strammas runt intet ont om havsdjur. Den tredje anläggningen undersökte, den vackra men dödliga solväxten (Drosera spatulata), är vanligt i Australien. Att locka offer med sötma, rullar solskenet upp en klibbig remsa runt sin fångst.
Efter att ha analyserat dessa växter upptäckte teamet trestegsprocessen mot köttätande. Först, för cirka 70 miljoner år sedan, genomgick en tidig icke-köttätande förfader till de tre moderna växtkarnätorna en helgenomduplikation, vilket genererade en andra kopia av hela sitt DNA, eller genomet. Denna duplikering frigjorde en av kopiorna av blad- och rotgener för att diversifiera, vilket gjorde att de kunde tjäna andra funktioner. Vissa bladgener utvecklades till gener för fällor, medan köttätande närings- och absorptionsprocesser styrdes av gener som annars skulle ha tjänat rötter som söker näring från jord.
Det andra steget i deras resa till köttätande inträffade när växterna började ta emot nya näringsämnen från byten. Vid den tidpunkten var traditionella blad och rötter inte längre så nödvändiga. Många gener som inte var involverade i köttätande näring började försvinna. Till exempel får fröplantor av vattenlevande vattenhjulsväxter en tidig prototrot, men den misslyckas med att utvecklas när de mognar. Detta är den enda återstoden av det som en gång var ett rotsystem. Som ett resultat av att man förlorade denna gen och andra är de tre växterna som observerats i denna studie de genfattigaste växterna som hittills har sekvenserats, säger forskarna.
Två tidigare studier av andra grupper av forskare 2013 visade liknande genfattiga resultat i andra köttätande växter. De fann att en vattenlevande urinblåsa som blomstrade på alla kontinenter men Antarktis och en korkskruv markbeväxande växt infödda till Brasilien båda hade mycket små genom jämfört med icke-köttätande växter. Dessa köttätare kan också ha genomgått samma genutgjutningsprocess, säger forskarna i den nya studien.
I det tredje steget av omvandlingen till köttätande genomgick växterna evolutionära förändringar specifika för deras miljö. Rötterna och bladen utvecklades till att vara fällspecifika, fann forskarna. Gener för rötter som en gång användes för att söka upp och absorbera näringsämnen från marken blev nu kommenderade för att skapa enzymer som behövs för att smälta och ta upp näringsämnen från byten. Gener som en gång använts i körtlar som utsöndrade nektar för att locka pollinerande insekter kallades till fällor, där de producerar ämnen för att locka rov.
De flesta växter med löv och rötter innehåller det material som krävs för att bli köttätande. Forskare skrev att trestegsprocessen som avslöjades i den nya studien visar hur antika "icke-köttätande växter med tiden utvecklats till de mest skickliga gröna jägarna på planeten."
- På foton: Biögon och köttätande växter tänder upp mikrofototävlingen
- Bilder: Litet liv avslöjat i fantastiska mikroskopfoton
- Bildgalleri: 7 potenta medicinalväxter
Ursprungligen publicerad den .
ERBJUDANDE: Spara 45% på "Hur det fungerar" Allt om rymden "och" Allt om historia "!
Under en begränsad tid kan du ta ut en digital prenumeration på någon av våra bästsäljande vetenskapsmagasiner för bara 2,38 dollar per månad, eller 45% rabatt på standardpriset för de första tre månaderna.
Se alla kommentarer (0)