У влажној хладовини испод дрвећа обраслог маховином, високо у планинама Тајвана и континенталног Јапана или дубоко у суптропским шумама Окинаве, необичан организам тихо расте. На први поглед подсећа на печурку. У стварности, то је биљка тзв Баланопхораи поседује неке од најмањих цветова и семена познатих у биљном свету.
За разлику од већине биљака, Баланопхора не садржи хлорофил и не може да изврши фотосинтезу. Такође му недостаје конвенционални коренов систем да црпи воду из земље. Уместо тога, преживљава у потпуности тако што се везује за корење одређених оближњих стабала и краде хранљиве материје које су му потребне. Неке врсте и популације ову необичност узимају још даље тако што производе семе без ђубрења – репродуктивна стратегија која је изузетно ретка међу биљкама.
Научници откривају тајне дуго мистериозне биљке
Род Баланопхора име је добио по изгледу налик на жир (грчки: баланос, жир; пхорос, носивост), и генерацијама је збуњивао научнике. Пошто је биљка ретка и ограничена на високо специфична станишта која су све више угрожена људским активностима, већина истраживања је ограничена на изоловане популације.
То се сада мења. Тим за сарадњу са Окинавског института за науку и технологију (ОИСТ), Универзитета Кобе и Универзитета у Тајпеју спровео је широко истраживање Баланопхора по својим раштрканим и тешко доступним стаништима. Њихови налази, објављени у Нови фитологпрате еволуциону историју биљке, откривају како су се њене унутрашње структуре прилагодиле паразитском начину живота и отварају нова врата за будућа истраживања ове необичне лозе.
Као водећи аутор студије, др Петра Светликова, сарадник за науку и технологију у ОИСТ-у, објашњава: „Баланопхора изгубио је много од онога што га дефинише као биљку, али је задржао довољно да функционише као паразит. То је фасцинантан пример како нешто тако чудно може да еволуира од претка који је изгледао као нормална биљка са листовима и нормалним кореновим системом.“
Смањење пластида и живот без фотосинтезе
Паразитске биљке често пролазе кроз драматичне унутрашње промене јер постају све зависније од својих домаћина. Један уобичајени тренд је смањење или губитак пластида – категорије биљних органела која укључује хлоропласте, који омогућавају фотосинтезу у већини биљака.
Иако Баланопхора се у потпуности ослања на стабла домаћина за исхрану, истраживачи су открили да није елиминисао своје пластиде. Уместо тога, ове структуре су сведене на минимални облик. Док непаразитске биљке могу користити до 200 гена за изградњу и одржавање пластида, Баланопхора задржава само око 20. Упркос овом екстремном смањењу, више од 700 протеина се и даље транспортује у ове пластиде из околне ћелије, што указује да они настављају да обављају основне функције.
Професор Филип Хусник, шеф Одељења за еволуцију, ћелијску биологију и симбиозу у ОИСТ-у, примећује изненађење овог открића. „То Баланопхора Пластиди су још увек укључени у биосинтезу многих једињења која нису повезана са фотосинтезом је било изненађујуће. То имплицира да је редослед и време редукције пластида у нефотосинтетичким биљкама сличан другим еукариотима, као што је паразит који изазива маларију, Пласмодиумкоји потиче од фотосинтетског претка.“
Древна лоза обликована острвима
Испитујући узорке из многих различитих популација, тим је реконструисао еволуционо дрво Баланофоре и пратио како се оно ширило по суптропским регионима источне Азије. Биљка припада породици Баланопхорацеае, једној од најстаријих познатих група потпуно паразитских биљака.
Ова породица је почела да се диверзификује током периода средње креде, пре отприлике 100 милиона година – што је чини једном од најранијих линија копнених биљака која је у потпуности напустила фотосинтезу.
Репродукција без секса и ризици преживљавања
БаланопхораРепродуктивне стратегије су исто тако необичне као и његов изглед и начин живота. Репродуктивне методе се веома разликују између врста, па чак и између популација. Некима је потребно ђубрење за производњу семена, док се други могу размножавати и без оплодње, што је процес познат као факултативна агамоспермија. У најекстремнијим случајевима, неке врсте су обавезно агамоспермне, што значи да се уопште не размножавају сексуално.
„Обавезна агамоспермија је изузетно ретка у биљном царству, јер обично носи много негативних страна – недостатак генетске разноврсности, акумулацију лоших мутација, зависност од специфичних услова, већи ризик од изумирања и тако даље“, каже др Светликова. „Фасцинантно, открили смо да је обавезно агамоспермозан Баланопхора Све врсте су биле острвске врсте – и ми то више спекулишемо Баланопхора врсте могу бити факултативне, или чак обавезне, агамосперме.“
Једна од предности овог репродуктивног приступа је да једна женска биљка може успоставити нову популацију након што стигне на острво. Ова способност дозвољава Баланопхора да се брзо прошири у уску еколошку нишу коју преферира: тамну, влажну шумску шикару где мало других биљака може да преживи.
Крхка будућност за високо специјализовану фабрику
Упркос својој способности да се клонира, Баланопхора је изузетно селективан у погледу својих домаћина. Свака популација обично паразитира само на малом броју врста дрвећа. Ова специјализација чини биљку посебно рањивом на промене животне средине.
Др Светликова истиче важност сарадње и конзервације. „Веома смо захвални нашим сарадницима др Хуеи-Јиун Су и др Кењи Суетсугу, стручњацима за паразитске биљке, на њиховој помоћи у узорковању проучаваних Баланопхора врстама и локалним властима на Окинави које су нам омогућиле да проучавамо ове изузетне биљке“, каже она. „Најпознатија станишта Баланопхора су заштићене на Окинави, али се популације суочавају са изумирањем због сече и неовлашћеног сакупљања. Надамо се да ћемо научити што више о овој фантастичној, древној биљци пре него што буде прекасно. Служи као подсетник како нас еволуција наставља да изненађује.“
