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

19817В Луксоре нашли стелу с римским императором в образе фараона 19816Экипаж Artemis II о моменте, когда земля исчезла за луной 19815Почему луна выглядит по-разному в разных точках земли? 19814Adobe экстренно закрыла опасную дыру в Acrobat Reader, которую хакеры использовали с... 19813Метеорный поток, рождённый из умирающего астероида 19812Когда робот пишет за тебя прощальную смс 19811Что общего у лунной миссии, толстого попугая, загадочной плащаницы и лекарства от диабета? 19810Какие снимки Artemis II уже стали иконами лунной программы? 19809Кто на самом деле хочет сладкого — вы или ваши бактерии? 19808Как рекламные данные 500 миллионов телефонов оказались в руках спецслужб? 19807Экипаж Artemis II вернулся на землю после десяти дней в космосе 19806Зелёная и коричневая луна: почему геологи Artemis II уже не могут усидеть на месте 19805Эксперты уверены в теплозащитном щите Artemis II, несмотря на проблемы предшественника 19804Выжить внутри торнадо: каково это — когда тебя засасывает в воронку 19803Аляскинские косатки-охотники на млекопитающих замечены у берегов Сиэтла
Ссылка