Spoločná imela, symbol katolíckych vianočných sviatkov, sa ukázala ako jedinečné rastlinné kráľovstvo, ktoré nevie rozložiť cukry pomocou kyslíka a využiť svoju energiu na výrobu bunkovej energie, uviedli vedci v článku publikovanom v časopise Current Biology.
„Naši kolegovia nedávno zistili, že imele neobsahujú gény spojené s dýchaním kyslíka v mitochondriách. Mysleli sme si, že sa „presunuli“do inej časti genómu a boli sme ohromení, keď sme si uvedomili, že imelo sa úplne zbavilo tej časti metabolického stroja bunky. Bola považovaná za nevyhnutnú súčasť buniek všetkých mnohobunkových tvorov, “povedal Andrew McLean z John Innes Center v britskom Norwichi.
Botanici už dávno zistili, že niektoré rastliny stratili v minulosti možnosť fotosyntézy a nezávisle extrakcie živín, keď sa naučili parazitovať na iných rastlinách a dokonca aj na plesniach. Takíto predstavitelia flóry, takzvané mykoheterotropné rastliny, sa najčastejšie nachádzajú v lesoch av tmavých rohoch oblasti, kde ostatní členovia flóry jednoducho nemôžu prežiť.
Pozoruhodným príkladom takýchto rastlín sú orchidey rastúce v tropických a miernych lesoch a parazitujúce rôzne druhy húb, ktoré sa im podarí zásobovať živinami a minerálmi. Existujú desiatky druhov iných kvitnúcich rastlín, ktoré vedú podobný životný štýl.
McLean a jeho kolegovia objavili rastlinu, ktorá tento proces priviedla k logickému záveru - úplne stratila schopnosť nielen nezávisle získavať cukry iba fotosyntézou, ale tiež rozkladať „ukradnuté“živiny pomocou kyslíka. Ukázalo sa, že ide o bežnú imelo, parazitickú rastlinu, ktorej pobočky Európania zdobia počas vianočných a novoročných sviatkov.
Autori článku analyzujú genóm tohto predstaviteľa flóry a upozorňujú na neobvykle krátku dĺžku tej časti, ktorá riadi činnosť mitochondriálnych bunkových „energetických staníc“, v ktorých sa oxiduje glukóza a ďalšie živiny a vytvárajú sa molekuly ATP, univerzálnej bunkovej „energetickej meny“.
V dávnej minulosti boli mitochondrie nezávislé organizmy, ale neskôr sa zlúčili s predchodcami rastlín a zvierat a postupne sa stali súčasťou ich buniek, pričom stratili takmer všetky gény, z ktorých väčšina sa „presunula“do jadrovej DNA. Z tohto dôvodu sa kontrakcia tejto časti genómu v imeloch zaujímala, ale neprekvapila, genetikov.
Stále však existujú dôvody na prekvapenie - ukázalo sa, že gény zodpovedné za prácu takzvaného „komplexu I“, kľúčovej sady mitochondriálnych enzýmov, úplne zmizli z jadrovej aj mitochondriálnej DNA. Tieto vedci vysvetľujú, že tieto bielkoviny sú zodpovedné za „pálenie“uhľohydrátov a iných výživných látok v bunkách všetkých mnohobunkových látok a využitie ich energie na iné účely.
Propagačné video:
Otázka znie, ako potom prežije imelo? Ako ukázali ďalšie experimenty McLean a jeho kolegov, tieto rastliny produkujú molekuly ATP pomocou glykolýzy a iných typov metabolizmu bez obsahu kyslíka, ktorých účinnosť je desaťkrát nižšia.
Okrem toho, niektoré molekuly „energetickej meny“, ako vedci predpokladajú, imelo jednoducho kradne od majiteľa. Obaja podľa genetikov vysvetľujú, prečo títo paraziti nasávajú nezvyčajne veľké množstvá cukrov z vetiev svojich obetí.
Teraz McLean a jeho kolegovia analyzujú DNA mnohých ďalších druhov parazitických rastlín a testujú, či je imelo v tomto ohľade skutočne jedinečné.