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, 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.
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.