Μια παράξενη ομάδα υπόγειων φυτών δείχνει πώς η ζωή μπορεί να ευδοκιμήσει ακόμα και μετά την εγκατάλειψη του ηλιακού φωτός.
Σημαίνει να είσαι φυτό;
Δεν είναι όλα τα φυτά πράσινα, και αυτές οι εξαιρέσεις μπορούν να αποκαλύψουν εκπληκτικές γνώσεις για το τι πραγματικά σημαίνει να είσαι φυτό. Μια νέα μελέτη στην οποία συμμετείχαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κόμπε επικεντρώθηκε στο γένος Balanophora για να κατανοήσει καλύτερα πώς τα φυτά που δεν έχουν φωτοσύνθεση και συχνά αναπαράγονται αγενώς καταφέρνουν να εξελιχθούν και να επιβιώσουν.
«Ο μακροχρόνιος στόχος μου είναι να επανεξετάσω τι πραγματικά σημαίνει να είσαι φυτό», λέει ο βοτανολόγος του Πανεπιστημίου του Κόμπε, Κέντζι Σουετσουγκού. Συνεχίζει: «Για πολλά χρόνια με γοητεύουν τα φυτά που έχουν εγκαταλείψει τη φωτοσύνθεση και θέλω να αποκαλύψω τις αλλαγές που συμβαίνουν στη διαδικασία».
Τα φυτά Balanophora αντιπροσωπεύουν ένα ακραίο παράδειγμα αυτής της μετατόπισης. Δεν παράγουν τη δική τους τροφή μέσω της φωτοσύνθεσης, αλλά αντ' αυτού αντλούν θρεπτικά συστατικά απευθείας από τις ρίζες άλλων φυτών. Το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους περνάει υπόγεια και εμφανίζονται μόνο κατά την περίοδο της ανθοφορίας - και ορισμένα είδη αναπαράγονται ακόμη και αποκλειστικά αγενώς.
«Ωστόσο, ενώ έχουν γίνει μεμονωμένες μελέτες σχετικά με τις αλλαγές στα γονιδιώματα των φυτών, την οικολογία και την αναπαραγωγή τους, δεν γνωρίζουμε πώς σχετίζονται μεταξύ τους», εξηγεί ο Suetsugu.
Συνδέοντας την Εξέλιξη, τα Πλαστίδια και την Αναπαραγωγή
Για να αντιμετωπίσει αυτό το κενό, ο Suetsugu στόχευε να συγκεντρώσει τρεις γραμμές στοιχείων που δεν είχαν ποτέ συνδυαστεί πλήρως για το Balanophora. Στόχος του ήταν να διευκρινίσει πώς διαφορετικά είδη σχετίζονται μεταξύ τους, να εξετάσει πώς έχουν αλλάξει τα πλαστίδια τους με την πάροδο του χρόνου (ένα μέρος των κυττάρων ενός φυτού που στα πράσινα φυτά χρησιμεύει ως «ηλιακά πάνελ» του κυττάρου) και να κατανοήσει πώς οι αναπαραγωγικές τους στρατηγικές ευθυγραμμίζονται με τις οικολογικές τους συνθήκες.
Σημειώνει ότι η έρευνα έθεσε μοναδικές προκλήσεις: «Αυτά τα φυτά είναι σπάνια, ανομοιογενή και συχνά περιορίζονται σε απόκρημνα, υγρά δάση. Αλλά η πολυετής εμπειρία στη μελέτη των Balanophora τόσο στο εργαστήριο όσο και σε επιτόπιες μελέτες, καθώς και οι μακροχρόνιες σχέσεις με τους τοπικούς φυσιοδίφες κατέστησαν δυνατό αυτό το έργο».
Για να ενισχύσει τη γενετική ανάλυση, συνεργάστηκε επίσης με επιστήμονες στο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα, οι οποίοι ειδικεύονται στη μελέτη ιδιαίτερα μειωμένων γονιδιωμάτων.
Τα Γονιδιώματα των Πλαστιδίων Συρρικνώθηκαν Πρώιμα, αλλά Παραμένουν Απαραίτητα
Η ομάδα δημοσίευσε τώρα τα ευρήματά της στο περιοδικό New Phytologist. Η ανάλυσή τους αποκάλυψε ότι κάθε είδος που εξετάστηκε μοιραζόταν ένα εξαιρετικά μειωμένο γονιδίωμα πλαστιδίου (το DNA δεν φυλάσσεται στον πυρήνα του φυτικού κυττάρου αλλά απευθείας στο πλαστίδιο). Αυτή η μείωση φαίνεται να συνέβη σε έναν κοινό πρόγονο πριν η ομάδα διαφοροποιηθεί αργότερα σε ξεχωριστά είδη.
Η ιδιαίτερη αναπαραγωγική τους διαδικασία προσφέρει πλεονέκτημα επιβίωσης
Σε αντίθεση με την κοινή απώλεια της φωτοσύνθεσης, η ασεξουαλική αναπαραγωγή φαίνεται να έχει εμφανιστεί πολλές φορές μέσα στην ομάδα. Οι ερευνητές υποδηλώνουν ότι η ικανότητα σχηματισμού σπόρων χωρίς γονιμοποίηση μπορεί να προέκυψε νωρίς και βοήθησε τα Balanophora να εξαπλωθούν σε νησιωτικές αλυσίδες που εκτείνονται από την ηπειρωτική Ιαπωνία μέσω της Οκινάουα έως την Ταϊβάν.
«Την τελευταία δεκαετία έχω μελετήσει την επικονίαση και τη διασπορά των σπόρων των Balanophora, όπου οι γρύλοι 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», εξηγεί ο Suetsugu. Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η στρατηγική μπορεί να έχει γίνει η κυρίαρχη μορφή αναπαραγωγής για ορισμένα είδη.
Προς μια βαθύτερη κατανόηση των παρασιτικών φυτών
Για τον Suetsugu, η μελέτη αντιπροσωπεύει ουσιαστική πρόοδο στην κατανόηση του πώς τα φυτά που δεν φωτοσυνθέτουν πλέον συνεχίζουν να λειτουργούν και να επιβιώνουν στα φυσικά οικοσυστήματα.
Ο Suetsugu λέει: «Για κάποιον που έχει περάσει πολλές ώρες παρατηρώντας αυτά τα φυτά σε σκοτεινά, υγρά δάση, το να βλέπει την ιστορία τους να ξεδιπλώνεται σε γονιδιωματικό επίπεδο είναι βαθιά ικανοποιητικό. Ο επόμενος στόχος μου είναι να συνδέσω αυτά τα αποτελέσματα με βιοχημικές μετρήσεις για να μάθω τι παράγουν στην πραγματικότητα τα πλαστίδια Balanophora και πώς αυτά τα προϊόντα βοηθούν στη διατήρηση της ανάπτυξης των παρασιτικών φυτών μέσα στις ρίζες των ξενιστών τους».
www.worldenergynews.gr
