Společné jmelí, symbol katolických Vánoc, se ukázalo jako jedinečné rostlinné království, které neví, jak štěpit cukry kyslíkem a využívat svou energii k výrobě buněčné energie. Podle vědců v článku publikovaném v časopise Current Biology.
"Naši kolegové nedávno zjistili, že jmelí chybí geny spojené s dýcháním kyslíkem v mitochondriích." Mysleli jsme si, že se „přestěhovali“do jiné části genomu, a byli jsme ohromeni, když jsme si uvědomili, že jmelí se úplně zbavilo té části buněčného metabolického stroje. Bylo to považováno za nezbytnou součást buněk všech mnohobuněčných tvorů, “řekl Andrew McLean z John Innes Center v britském Norwichi.
Botanici již dávno zjistili, že některé rostliny ztratily v minulosti schopnost fotosyntézy a nezávislého extrahování živin, když se naučily parazitovat na jiných rostlinách a dokonce i plísních. Takoví zástupci flóry, tzv. Mykoheterotropní rostliny, se nejčastěji vyskytují v lesích a tmavých rozích oblasti, kde ostatní členové rostlinného světa prostě nemohou přežít.
Pozoruhodným příkladem takových rostlin jsou orchideje, které rostou v tropických a mírných lesích a parazitují různé druhy hub, které se podvádějí tím, že se zásobují živinami a minerály. Existují desítky druhů jiných kvetoucích rostlin, které vedou podobný životní styl.
McLean a jeho kolegové objevili rostlinu, která tento proces vedla k logickému závěru - zcela ztratila schopnost nejen samostatně získávat cukry pouze fotosyntézou, ale také rozkládat „ukradené“živiny pomocí kyslíku. Ukázalo se, že se jedná o společnou jmelí, parazitickou rostlinu, jejíž větve Evropané zdobí během Vánoc a Nového roku své domovy.
Při analýze genomu tohoto představitele flóry autoři článku upozornili na neobvykle krátkou délku té části, která řídí práci mitochondrií - buněčných "energetických stanic", v nichž se oxiduje glukóza a další živiny a produkují se molekuly ATP, univerzální buněčné "energetické měny".
V dávné minulosti byly mitochondrie nezávislé organismy, později se však spojily s předky rostlin a zvířat a postupně se staly součástí jejich buněk, protože ztratily téměř všechny geny, z nichž většina se „přesunula“do jaderné DNA. Z tohoto důvodu se kontrakce této části genomu v jmelí zajímala, ale nepřekvapila, genetiky.
Stále však existují důvody k překvapení - ukázalo se, že geny odpovědné za práci takzvaného „komplexu I“, klíčové sady mitochondriálních enzymů, zcela zmizely z jaderné i mitochondriální DNA. Tyto proteiny, jak vědci vysvětlují, jsou zodpovědné za „spalování“uhlohydrátů a dalších živin v buňkách všech mnohobuněčných látek a za využití jejich energie pro jiné účely.
Propagační video:
Otázkou je, jak potom jmelí přežije? Jak ukázaly další experimenty McLean a jeho kolegů, tyto rostliny produkují molekuly ATP pomocí glykolýzy a dalších typů metabolismu „bez kyslíku“, jejichž účinnost je desetkrát nižší.
Kromě toho některé molekuly „energetické měny“, jak vědci předpokládají, jmelí jednoduše ukradne majiteli. Oba podle genetiků vysvětlují, proč tito paraziti sají neobvykle velké množství cukrů z větví svých obětí.
Nyní McLean a jeho kolegové analyzují DNA mnoha dalších druhů parazitárních rostlin a testují, zda je jmelí v tomto ohledu skutečně jedinečné.