Эволюционный трюк: как растения научились пахнуть гниющей плотью

Некоторые растения в природе источают отвратительный запах гниющего мяса или экскрементов. Этот неприятный аромат служит важной цели — привлечению мух для опыления. Недавно ученые раскрыли биохимический механизм, благодаря которому растения производят этот трупный запах, и обнаружили удивительный факт: три неродственные линии растений независимо эволюционировали, используя один и тот же молекулярный механизм.
Эволюционный трюк: как растения научились пахнуть гниющей плотью
Изображение носит иллюстративный характер

Эволюционный трюк, позволяющий растениям пахнуть как разлагающаяся плоть, включает два ключевых этапа. Сначала происходит дупликация гена, известного как SBP1, а затем мутация дополнительной копии, которая приводит к замене определенных аминокислот в производимом ферменте.

Исследователи изучили три различных вида растений: дикий имбирь (Asarum simile), восточноазиатский кустарник эурия (Eurya japonica) и азиатскую скунсовую капусту (Symplocarpus renifolius). У дикого имбиря и эурии для изменения функции фермента потребовалось три аминокислотные замены, в то время как у скунсовой капусты — всего две.

Биохимический процесс, лежащий в основе этого явления, весьма интересен. Оригинальный фермент SBP1 расщепляет метантиол (соединение, вызывающее неприятный запах изо рта у людей) на перекись водорода, сероводород и формальдегид. Однако модифицированный фермент действует иначе — он соединяет две молекулы метантиола, образуя диметилдисульфид, который и создает характерный запах гниющего мяса.

Эволюционное значение этой адаптации подтверждается тем, что среди видов рода Asarum способность производить диметилдисульфид приобреталась и утрачивалась более 18 раз. Это свидетельствует о том, что эволюционное давление благоприятствует растениям, способным создавать этот запах, поскольку они привлекают больше мух для опыления.

Дупликация генов — распространенное явление в эволюции многих видов. Когда ген дублируется, одна копия может мутировать без ущерба для исходной функции, что открывает возможности для инноваций. Подобный механизм привел к продукции морфина в растениях мака. Интересно, что диметилдисульфид также был обнаружен космическим телескопом Джеймса Уэбба в атмосфере экзопланеты K2-18b.

Исследование, раскрывающее этот удивительный эволюционный механизм, было опубликовано 8 мая в журнале Science. Оно демонстрирует, как независимая эволюция может приводить к одинаковым биохимическим решениям у неродственных организмов, когда они сталкиваются с аналогичными экологическими вызовами.


Новое на сайте

20066[b]Фотосинтез в глазах мышей: возможно ли это без превращения в растение?[/b] 20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b]
Ссылка