2014-05-08

Рафлезія

5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 5.00 (1 голос)

Рафлезія

Рафлезія (Rafflesia) - паразитична рослина з найбільшими у світі квітами, але повністю позбавлена листя, стебла і коріння. Походження і родинні зв'язки рафлезії довго залишалися загадковими. Генетичний аналіз показав, що рафлезія відноситься до сімейства молочайних (Euphorbiaceae), хоча ніщо в будові паразита не говорило про таку спорідненість. На ранніх етапах еволюції рафлезії сталося рекордно швидке збільшення квітки, яка у її предків була приблизно у 80 разів дрібніша.

Рафлезієві включають три близьких роди (Rafflesia, Rhizanthes і Sapria). Всі вони зустрічаються тільки в джунглях Південно-Східної Азії та паразитують на ліані роду Tetrastigma. Рафлезієві відомі завдяки своїм величезним (до метра в діаметрі і до 7 кг вагою) квітам, які за виглядом і запахом нагадують гниле м'ясо і запилюються мухами. Квіти - чи не єдине, що залишилося у рафлезії та її родичів від «нормальних» покритонасінних рослин. Пристосувавшись до паразитного способу життя в тканинах ліан, рафлезієві втратили коріння, листя і стебло, а також здатність до фотосинтезу.

Ці особливості рафлезії поставили ботаніків у складне становище: у їхньому розпорядженні практично не виявилося морфологічних ознак, на основі яких дивовижну квітку можна було б віднести до тієї чи іншої групи дводольних рослин. Єдиний збережений орган - квітка - у рафлезії настільки сильно гіпертрофований, видозмінений і спеціалізований (пристосований до вельми специфічного способу запилення), що на його основі впевнено визначити місце рафлезії в системі рослинного світу виявилося неможливо. 

Єдине, що може допомогти в подібній ситуації, - це застосування методів молекулярної філогенетики, тобто реконструкція еволюційної історії на основі порівняння нуклеотидних послідовностей ДНК. Однак і на цьому шляху дослідники зіткнулися з низкою труднощів. З'ясувалося, що між рафлезією та її господарями відбувався горизонтальний обмін генами. Тому аналіз окремих генів давав суперечливі результати. Досі порівняльно-генетичні дослідження впевнено свідчили лише про те, що рафлезія відноситься до ряду Malpighiales, але це величезна група дводольних, що включає безліч мало схожих один на одного сімейств.

Щоб уточнити таксономічне положення рафлезії, група американських ботаніків і молекулярних біологів провела широкомасштабне дослідження, в якому використовувалися послідовності п'яти мітохондріальних і одного пластидного гена 111 видів рослин, які представляють усі сімейства ряду Malpighiales; для 40 видів були отримані також послідовності двох ядерних генів (усі нуклеотидні послідовності - понад 400 сторінок друкованого тексту).

Філогенетична реконструкція, побудована на основі цих даних, показала, що рафлезієві входять до складу сімейства молочайних (Euphorbiacea). Автори підкреслюють, що жодна з рис будови рафлезієвих не вказувала на таку спорідненість. Більш того, майже у всіх молочайних квіти дуже дрібні. Отримані результати змушують визнати, що на ранніх етапах еволюції рафлезієвих збільшення квітки йшло воістину рекордними темпами. За оцінкою авторів, діаметр квітки виріс у 80 разів за проміжок часу, що не перевищує 46 млн років.

Можна припустити, що генетична схожість рафлезії з молочаєм пояснюється тим, що предки рафлезії колись паразитували на молочайних і запозичили у них деякі гени. На думку авторів, це малоймовірно, оскільки у всіх підтверджених випадках перенесення генів від господаря (ліани Tetrastigma) до раффлезієвих в останніх, поряд з набутою новою копією гена, зберігається і «своя», стара копія. Нічого подібного не спостерігається у випадку з тими вісьмома генами, які використовувалися в даному дослідженні.

Стаття американських ботаніків служить яскравою ілюстрацією того, як молекулярна філогенетика в останні десятиліття неухильно витісняє і заміщає класичні методи біологічної систематики, основані на морфологічних ознаках.

За матеріалами sciencemag.org.

Коментарі:

blog comments powered by Disqus