Capcană de Venus a reconfigurat genele existente pentru a putea mânca carne.
Pascal Goetgheluck/Minden Pictures
Cum poate o plantă să dezvolte gustul pentru carne? În piesa Little Shop of Horrors, este nevoie doar de o picătură de sânge uman. Dar, în viața reală, este nevoie de mult mai mult. Acum, un studiu asupra a trei plante carnivore înrudite îndeaproape sugerează că o amestecare genetică îndemânatică le-a ajutat să dezvolte abilitatea de a prinde și digera mesele bogate în proteine.
Plantele carnivore au dezvoltat multe moduri viclene de a prinde prada. Plantele pitcher, de exemplu, folosesc „capcane cu gropi” care conțin enzime pentru digerarea insectelor rătăcitoare. Altele – inclusiv Venus flytrap (Dionaea muscipula), planta acvatică cu roată de apă (Aldrovanda vesiculosa) și Drosera spatulata (Drosera spatulata) – folosesc capcane mobile. Drosera își înfășoară plăcuța de aterizare lipicioasă atunci când țânțarii sunt prinși. Iar capcana lui Venus folosește frunze modificate, sau tampoane, care se închid brusc atunci când o insectă aterizează – dar numai după ce tampoanele detectează mai multe atingeri pe firele lor de păr de declanșare.
Pentru a afla cum au evoluat aceste capcane, cercetătorii conduși de biologul evoluționist computațional Jörg Schultz și de biologul de plante Rainer Hedrich, ambii de la Universitatea din Würzburg, au secvențiat genomurile drosatei soarelui, ale rotorului acvatic și ale capcanei lui Venus, care sunt toate strâns înrudite. Ei au comparat apoi genomurile lor cu cele ale altor nouă plante, inclusiv o plantă carnivoră de ulcior și plante non-carnivore de sfeclă și papaya.
Au descoperit că cheia evoluției consumului de carne în această parte a regnului vegetal a fost duplicarea întregului genom într-un strămoș comun care a trăit în urmă cu aproximativ 60 de milioane de ani, raportează echipa astăzi în Current Biology. Această dublare a eliberat copii ale unor gene folosite cândva în rădăcini, frunze și sisteme senzoriale pentru a detecta și digera prada. De exemplu, plantele carnivore au reprofilat copii ale genelor care ajută rădăcinile să absoarbă nutrienții, pentru a absorbi nutrienții din prada digerată. „Faptul că genele rădăcinilor sunt exprimate în frunzele carnivorelor este absolut fascinant”, spune Kenneth Cameron, botanist la Universitatea din Wisconsin, Madison.
Hedrich și colegii săi concluzionează că carnivoria a evoluat o dată la strămoșul celor trei specii și, independent, la planta cu ulcior. Adăugând aceste două noi origini la altele deja documentate, cercetătorii concluzionează că mâncatul cărnii a evoluat de cel puțin șase ori.
„Punctul forte este analiza comparativă”, spune Maria Logacheva, cercetător în domeniul plantelor la Institutul Skolkovo de Știință și Tehnologie, care nu a fost implicată în lucrare. „Arată frumos modul în care apar trăsăturile noi.”
Cu toate acestea, Victor Albert, un biolog evoluționist al plantelor de la Universitatea din Buffalo, spune că echipa lui Hedrich nu are suficiente date pentru a susține cele două noi origini, mai ales pentru că unele gene esențiale pentru prădare au existat într-un strămoș anterior comun plantelor ulcior și celor trei plante recent secvențiate. Echipa sa secvențiază alte două specii de drosera pentru a ajuta la clarificarea a ceea ce s-a întâmplat.
Dar Luis Herrera-Estrella, un genomician de plante de la Texas Tech University, este încântat să afle despre noile gene care sunt acum legate de carnivorie. El și alții pot studia modul în care genele au fost reconfigurate pentru a face posibilă consumul de carne. Într-adevăr, spune Hedrich, se pare că majoritatea plantelor au deja multe dintre genele necesare. „Calea către carnivorie pare să fie deschisă pentru toate plantele.”
.