Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
С. Петранек
«Как мы будем жить на Марсе». Глава из книги


М. Кронгауз
«Русский язык на грани нервного срыва. 3D». Главы из книги


Б. Штерн
Ближайшие пригодные для жизни экзопланеты: где они, как их можно наблюдать и как их достичь


Р. Фишман
Истории мутантов: гомеозисные гены


С. Мац
Искривленное зеркало


Л. Полищук
Почему вымерли мамонты и гибнут сайгаки: история о вкладах


В. Кузык
Нос на батарейках


Д. Мамонтов
Взглянуть инопланетянам в глаза


А. Бердников
Машинная точность


Р. Фишман
Великий уравнитель







Главная / Новости науки версия для печати

Выяснено происхождение самого большого цветка


Цветок раффлезии в суматранских джунглях (фото с сайта humanflowerproject.com)
Цветок раффлезии в суматранских джунглях (фото с сайта humanflowerproject.com)

Раффлезия (Rafflesia) — паразитическое растение с самыми крупными в мире цветами, но полностью лишенное листьев, стебля и корней. Происхождение и родственные связи раффлезии долго оставались загадочными. Генетический анализ показал, что раффлезия относится к семейству молочайных (Euphorbiaceae), хотя ничто в строении паразита не говорило о таком родстве. На ранних этапах эволюции раффлезии произошло рекордно быстрое увеличение цветка, который у ее предков был примерно в 80 раз мельче.

Раффлезиевые включают три близких рода (Rafflesia, Rhizanthes и Sapria). Все они встречаются только в джунглях Юго-Восточной Азии и паразитируют на лианах рода Tetrastigma. Раффлезиевые известны благодаря своим огромным (до метра в диаметре и до 7 кг весом) цветам, которые по виду и запаху напоминают гниющее мясо и опыляются мухами. Цветы — чуть ли не единственное, что осталось у раффлезии и ее родственников от «нормальных» покрытосеменных растений. Приспособившись к паразитическому образу жизни в тканях лиан, раффлезиевые утратили корни, листья и стебель, а также способность к фотосинтезу. Собственно «тело» паразита представляет собой комки и ветвящиеся тяжи клеток, напоминающие грибные гифы и пронизывающие ткани растения-хозяина.

Разные стадии развития бутона раффлезии на лиане Tetrastigma (фото с сайта www.wildsidephotography.ca)
Разные стадии развития бутона раффлезии на лиане Tetrastigma (фото с сайта www.wildsidephotography.ca)

Эти особенности раффлезии поставили ботаников в сложное положение: в их распоряжении практически не оказалось морфологических признаков, на основе которых удивительный цветок можно было бы отнести к той или иной группе двудольных растений. Единственный сохранившийся орган — цветок — у раффлезии настолько сильно гипертрофирован, видоизменен и специализирован (приспособлен к весьма специфическому способу опыления), что на его основе уверенно определить место раффлезии в системе растительного мира оказалось невозможно.

Единственное, что может помочь в подобной ситуации, — это применение методов молекулярной филогенетики, то есть реконструкция эволюционной истории на основе сравнения нуклеотидных последовательностей ДНК. Однако и на этом пути исследователи столкнулись с рядом трудностей. Выяснилось, что между раффлезией и ее хозяевами происходил горизонтальный обмен генами (см.: У растений обнаружен межвидовой обмен генами, «Элементы», 22.12.2005; Горизонтальный перенос генов приводит к новому режиму эволюции, «Элементы», 05.02.2007; Горизонтальный перенос генов и его роль в эволюции). Поэтому анализ отдельных генов давал противоречивые результаты. До сих пор сравнительно-генетические исследования уверенно свидетельствовали лишь о том, что раффлезия относится к порядку Malpighiales, но это огромная группа двудольных, включающая множество мало похожих друг на друга семейств.

Чтобы уточнить таксономическое положение раффлезии, группа американских ботаников и молекулярных биологов провела более широкомасштабное исследование, в котором использовались последовательности пяти митохондриальных и одного пластидного гена 111 видов растений, представляющих все семейства порядка Malpighiales; для 40 видов были получены также последовательности двух ядерных генов (все нуклеотидные последовательности — свыше 400 страниц печатного текста — приведены в Дополнительных материалах к статье, Pdf, 3,12 Мб).

Филогенетическая реконструкция, построенная на основе этих данных, показала, что раффлезиевые входят в состав семейства молочайных (Euphorbiacea). Авторы подчеркивают, что ни одна из черт строения раффлезиевых не указывала на такое родство. Более того, почти у всех молочайных цветы очень мелкие. Полученные результаты заставляют признать, что на ранних этапах эволюции раффлезиевых увеличение цветка шло поистине рекордными темпами. По оценке авторов, диаметр цветка вырос в 80 раз за промежуток времени, не превышающий 46 млн лет.

Можно предположить, что генетическое сходство раффлезии с молочаями объясняется тем, что предки раффлезии когда-то паразитировали на молочайных и заимствовали у них некоторые гены. По мнению авторов, это маловероятно, поскольку во всех подтвержденных случаях переноса генов от хозяина (лианы Tetrastigma) к раффлезиевым у последних, наряду с приобретенной новой копией гена, сохраняется и «своя», старая копия. Ничего подобного не наблюдается в случае с теми восемью генами, которые использовались в данном исследовании.

Статья американских ботаников служит яркой иллюстрацией того, как молекулярная филогенетика в последние десятилетия неуклонно вытесняет и замещает классические методы биологической систематики, основанные на морфологических признаках.

Источник: Charles C. Davis, Maribeth Latvis, Daniel L. Nickrent, Kenneth J. Wurdack, David A. Baum. Floral Gigantism in Rafflesiaceae // Science. 2007. V. 315. P. 1812.

Александр Марков


Комментировать



Последние новости: БиологияЭволюцияАлександр Марков

26.08
Расшифрована структура комплекса I дыхательной цепи митохондрий быка
15.08
У черно-белых ястребов больше птенцов выращивают родители с разной окраской
2.08
Гибридизация однодомных и двудомных растений увеличивает разнообразие половых фенотипов
23.07
Млекопитающие с относительно крупным мозгом более уязвимы
15.07
Самки синиц поют при появлении хищника
12.07
Антропогенные факторы стали причиной исчезновения двух видов австралийских грызунов
11.07
Архаичные гены костных ганоидов разнообразнее, чем у более молодых групп позвоночных
7.07
В бирманском янтаре мелового периода найден вымерший убийца пауков
6.07
Метанокисляющие микроорганизмы донных осадков оказались неожиданно разнообразными
5.07
Биоразнообразие стимулирует собственный рост

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия