Омела потеряла «большую часть дыхательной способности», показывают исследования

Омела (Viscum album) — гемипаразит, который прикрепляется к деревьям и извлекает из них воду и питательные вещества. Два независимых исследования, опубликованные в Current Biology 3 мая, показывают, что паразитический образ жизни привел этот вид к удивительной эволюционной потере: омела лишена ключевых компонентов клеточной машинерии, необходимой другим организмам для преобразования глюкозы в энергетическую молекулу АТФ.

«Потеря дыхательной способности ранее наблюдалась только у одноклеточных эукариот, ведущих паразитический или симбиотический образ жизни. Мы сообщаем о первом случае многоклеточного эукариота, который потерял большую часть своей дыхательной способности», — говорит Этьен Мейер из Института молекулярной физиологии растений Макса Планка.

«Не было известно ни одного примера, чтобы жизнь без митохондриального комплекса I была возможна у многоклеточных эукариотов. Поэтому мы определенно были удивлены, осознав, что V. album живет без этого комплекса», — добавляет Ханс-Петер Браун из Университета Лейбница в Ганновере.

• Биохимические доказательства (группа Брауна): Митохондрии европейской омелы полностью лишены комплекса I и имеют сильно сниженное количество комплексов II и V. При этом комплексы III и IV образуют «удивительно стабильные дыхательные суперкомплексы». Это доказывает, что гены, кодирующие субъединицы комплекса I, не были перенесены в ядерный геном, и вся дыхательная цепь растения реорганизована.
• Подтверждение и метаболические изменения (группа Мейера и Балк): Исследователи также не смогли обнаружить активность комплекса I или его белковых субъединиц. Уровни комплекса IV и фермента, синтезирующего АТФ, были в 5 раз ниже, чем у другого лабораторного растения. Это указывает на «крайние адаптации» митохондриальных функций у паразитической омелы в ходе эволюции.

Браун предполагает, что такая адаптация к паразитизму может экономить энергию, необходимую для сборки митохондриальных комплексов. «Однако, — говорит он, — это имеет свою цену», так как способность митохондрий генерировать АТФ снижена.

Обе группы указывают, что потеря генерации АТФ митохондриями может компенсироваться АТФ-продуцирующими процессами в других клеточных компонентах. Это требует дальнейшего изучения. Также необходимо исследовать митохондрии других паразитических растений, чтобы выяснить, является ли редукция дыхательной способности уникальной особенностью омелы.