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科学家揭示猪笼草成为肉食植物的遗传学机制

日期:2018-7-21(原创文章,禁止转载)

猪笼草利用圆筒形的“捕虫笼”引诱昆虫。来自纽约州立大学布法罗分校的研究者对澳洲、亚洲和美洲的猪笼草进行了分析比较,发现这三种几乎完全独立演化的猪笼草经历了相同的基因改变。

对食肉植物而言,它们往往生活在营养贫乏的环境中,能消化动物并吸收营养是非常大的优势。美国科学家的分析表明,猪笼草成为食肉植物在遗传机制上的选择十分惠济军海脑科医院几甲有限。

新浪科技讯 北京时间2月22日消息,据国外媒体报道,对一些昆虫来说,猪笼草是世界上最致命的植物。一旦掉入猪笼草的圆筒状叶子中,这些小虫子就只能接受被吞食的命运。关于猪笼草如何演化成肉食者,以及这背后的原因,科学家直到最近才有了一点线索。

研究人员对世界不同地区的三种猪笼草属植物进行了脱氧核糖核酸(DNA)分析,惊奇地发现,这三种几乎完全独立演化的猪笼草经历了相同的基因改变。猪笼草利用圆筒形的“捕虫笼”引诱昆虫。捕虫笼的内壁具有蜡质,十分光滑,昆虫一旦进入笼中就很难爬出。捕虫笼的底部有很多腺体,能贵州治疗癫痫最好的医院是分泌出酸性的消化液,将昆虫的肌肉和外骨骼分解。

这三种猪笼草分别产自澳大利亚、亚洲和北美洲。纽约州立大学布法罗分校的研究者维克托·艾伯特(Victor Albert)说:“这些植物拥有一个遗传工具百宝箱,在如何变成肉食者的问题宜宾癫痫治疗需多少钱上,它们分别尝试给出答案。而最终,它们的解决方案是一致的。”

此前的研究显示,这三个物种独立演化成了肉食植物。在此次研究中,研究者详细揭示了它们如何对古老的免疫系统蛋白质(许多都是相同的)进行改造,以产生消化肉食的酶。在对猪笼草的基因组进行测序之后,研究团队鉴别出了各个物种中被以不同方式激活的基因。这些基因与某些蛋白质的制造有关,包括几丁质酶等。几丁质酶能够分解几丁质,而几丁质正是昆虫外骨骼的主要成分。还有一种酶是磷酸酶,可以使植物吸收食物中的磷元素,这对它们的生长至关重要。

“这些结果表明,成为食肉植物的途径十分有限,”艾伯特博士说道。对食肉植物而言,它们往往生活在营养贫乏的环境,能消化动物并吸收营养是非常大的优势。然而从遗传学的分析可以看出,成为食肉植物在遗传机制上的选择十分有限。

论文的共同作者Kenji Fukushima博士说:“食肉植物往往生活在营养贫乏的环境中,考虑到其他营养来源难以获得,使它们捕捉并消化动物的能力变得无可替代。”

在演化过程中,构成酶的氨基酸常常被交换出去,由其他氨基酸取而代之。研究者分析发现,不同猪笼草属物种的酶具有众多相同或惠济军海脑病医院位置高度相似的氨基酸,而这些氨基酸是非肉食植物所没有的。相关的研究结果发表在近期的《自然-生态与演化》(Nature Ecology and Evolution)杂志上。

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