Venušiné mušky přepracovaly stávající geny, aby mohly jíst maso.
Pascal Goetgheluck/Minden Pictures
Jak si rostlina vypěstuje chuť na maso? Ve hře Malý krámek hrůz k tomu stačí kapka lidské krve. Ve skutečném životě je však potřeba mnohem víc. Studie tří blízce příbuzných masožravých rostlin nyní naznačuje, že obratné genetické promíchání jim pomohlo vyvinout schopnost chytat a trávit potravu bohatou na bílkoviny.
Masožravé rostliny si vyvinuly mnoho důmyslných způsobů, jak ulovit kořist. Například žahavé rostliny používají „nástražné pasti“, které obsahují enzymy pro trávení zbloudilého hmyzu. Jiné rostliny – včetně blízce příbuzné mucholapky Venušiny (Dionaea muscipula), vodní kolovratky (Aldrovanda vesiculosa) a rosnatky rozprostřené (Drosera spatulata) – používají pohyblivé pasti. Rosnička po zachycení komárů sroluje svou lepkavou přistávací plochu. A mucholapka venušina používá modifikované listy neboli polštářky, které se při přistání hmyzu zaklapnou – ale až poté, co polštářky zaznamenají několikanásobný dotyk svých spouštěcích chloupků.
Aby zjistili, jak se tyto pasti vyvinuly, vědci pod vedením počítačového evolučního biologa Jörga Schultze a rostlinného biologa Rainera Hedricha z univerzity ve Würzburgu sekvenovali genomy rosničky, vodní rosnatky a mucholapky venušiny, které jsou si blízce příbuzné. Poté porovnali jejich genomy s genomy devíti dalších rostlin, včetně masožravé džbánkovité rostliny a nemasožravých rostlin řepy a papáji.
Zjistili, že klíčem k evoluci masožravosti v této části rostlinné říše byla duplikace celého genomu u společného předka, který žil asi před 60 miliony let, uvádí dnes tým v časopise Current Biology. Tato duplikace uvolnila kopie genů, které se kdysi používaly v kořenech, listech a smyslových systémech k detekci a trávení kořisti. Masožravé rostliny například přeskupily kopie genů, které pomáhají kořenům vstřebávat živiny, na vstřebávání živin v trávené kořisti. „To, že se kořenové geny projevují v listech masožravek, je naprosto fascinující,“ říká Kenneth Cameron, botanik z Wisconsinské univerzity v Madisonu.
Hedrich a jeho kolegové dospěli k závěru, že masožravost se vyvinula jednou u předka těchto tří druhů a nezávisle na něm u džbánovité rostliny. Když k těmto dvěma novým původům přidáme další již zdokumentované, dospěli vědci k závěru, že pojídání masa se vyvinulo nejméně šestkrát.
„Síla je ve srovnávací analýze,“ říká Maria Logacheva, vědkyně zabývající se rostlinami ze Skolkovského institutu vědy a technologie, která se na práci nepodílela. „Pěkně ukazuje, jak nové znaky vznikají.“
Victor Albert, evoluční biolog rostlin na univerzitě v Buffalu, však říká, že Hedrichův tým nemá dostatek dat, aby podpořil dva nové původy, zejména proto, že některé geny nezbytné pro dravost existovaly u dřívějšího předka společného pro džbánkovité rostliny a tři nově sekvenované rostliny. Jeho tým sekvenuje další dva druhy rosnatek, aby pomohl objasnit, co se stalo.
Luise Herrera-Estrella, rostlinného genomika z Texaské technické univerzity, však informace o nových genech, které jsou nyní spojeny s masožravostí, těší. On a další mohou studovat, jak byly geny přepracovány, aby bylo možné jíst maso. Podle Hedricha se totiž zdá, že většina rostlin již mnoho potřebných genů má. „Zdá se, že cesta k masožravosti je otevřená pro všechny rostliny.“
.