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

19716Сифилис появился 4000 лет назад — или его находили не там, где искали? 19715Энергетический дисбаланс земли зашкаливает, и учёные не могут это объяснить 19714Cisco закрыла две критические уязвимости с рейтингом 9.8 из 10 в системах IMC и SSM 19713Водород из хлебных крошек: реакция, которая может потеснить ископаемое топливо 19712Китайский спутник с «рукой осьминога» прошёл орбитальный тест дозаправки 19711Кто такие поэты и почему поэзия важна сегодня? 19710Фальшивые установщики и ISO-файлы: как киберпреступники зарабатывают на майнинге и троянах 19709Почему большие языковые модели так и не научились думать 19708WhatsApp предупредил 200 пользователей о поддельном iOS-приложении со шпионским по:... 19707Открытый код под давлением ИИ: уязвимостей стало втрое больше за один квартал 19706Мышей с диабетом первого типа вылечили, создав «смешанный» иммунитет 19705Кости для азартных игр придумали коренные американцы 12 тысяч лет назад? 19704Артемида II летит навстречу солнцу на пике его ярости 19703Комета, которая вращается задом наперёд 19702Microsoft обнаружила вредоносную кампанию с доставкой малвари через WhatsApp
Ссылка