ТАСС, 8 мая. Японские молекулярные биологи обнаружили, что цветы ядовитого растения копытня научились вырабатывать крайне неприятный аромат в результате появления всего трех мутаций в одном из генов, которые используются другими растениями и животными для нейтрализации токсичных соединений серы. Это объясняет схожий характер неприятного аромата у большого числа подобных цветов, пишут исследователи в статье в журнале Science.
"Многие растения и животные используют фермент MTOX для разложения серосодержащей органики. Мы обнаружили, что всего трех мутаций в кодирующем его участке ДНК было достаточно, чтобы превратить его в белок DSS, отвечающий за выработку неприятного запаха копытня. Это объясняет, почему так много растений привлекают подобным образом насекомых, которые обычно не занимаются опылением растений", - говорится в сообщении.
К такому выводу пришла группа японских молекулярных биологов под руководством научного сотрудника Ботанического сада Цукубы (Япония) Юдаи Окуямы при изучении истории эволюции копытней. Они представляют собой травянистые растения из семейства кирказоновых, которые произрастают на территории России, Японии, а также большого числа других стран Евразии.
Листья и корневища копытней содержат канцерогенные и ядовитые вещества, которые делают эти цветы опасными для домашних животных. Также цветки копытня обладают необычным и крайне неприятным для человека ароматом, который, предположительно, привлекает мух и других насекомых, которые обычно не участвуют в опылении растений. Этих необычных опылителей, как объясняют Окуяма и его коллеги, привлекают два органических соединения серы, диметил дисульфид и диметил трисульфид, чьи молекулы обычно попадают в воздух при разложении мяса.
Японские биологи заинтересовались, как именно растения научились вырабатывать эти нетипичные для них летучие вещества. Для получения подобных сведений исследователи измерили уровень активности генов в клетках соцветий копытней и 26 других видов растений, вырабатывающих разные типы ароматов, и выявили набор из десяти генов, которые, предположительно, были связаны с необычным запахом копытней.
Их последующее изучение показало, что ключевую роль в выработке диметил дисульфида и диметил трисульфида играл белок DSS, аналог животного фермента SBP и его растительного аналога MTOX, который отличался от них по структуре всего на три набора "букв" ДНК, кодирующих аминокислоты. Это небольшое изменение в структуре генома, как предполагают Окуяма и его коллеги, помогло предкам копытня и других растений со схожим запахом занять уникальную экологическую нишу, в которой у них нет конкурентов за внимание опылителей, что объясняет существование сразу нескольких не связанных друг с другом видов подобных цветов.