Planter kan producere energirig biomasse ved hjælp af lys, vand og kuldioxid. Det er derfor, de er i begyndelsen af fødekæderne. Men de kødædende planter har vendt sagen og jager dyr. Insekter er deres vigtigste fødekilde.
En publikation i tidsskriftet Current Biology kaster nu lys over de grønne kødæders hemmelige liv. Planteforskeren Rainer Hedrich og den evolutionære bioinformatiker Jörg Schultz, begge fra Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg i Bayern, Tyskland, og deres kollega Mitsujasu Hasebe fra University of Okazaki (Japan) har dechifreret og analyseret genomerne fra tre kødædende dyr. plantearter.
De undersøgte Venus-fluefælden Dionaea muscipula, som stammer fra Nordamerika, den glob alt forekommende vandhjulsplante Aldrovanda vesiculosa og den skebladede soldug Drosera spatulata, som er vidt udbredt i Asien.
Alle tre tilhører soldugfamilien. Ikke desto mindre har de hver især erobret forskellige levesteder og udviklet deres egne fangstmekanismer. I Dionaea og Aldrovanda forvandles enderne af bladene til foldefælder. Solduggen derimod sætter sit bytte fast på bladoverfladen med klæbrige fangarme.
Grundlæggende gener til kødædende
Den første ting, det internationale forskerhold fandt ud af, var, at på trods af deres forskellige livsstil og fangstmekanismer, har Venus-fluefælder, soldug og vandhjul et fælles "grundlæggende sæt" af gener, der er afgørende for den kødædende livsstil.
"Disse geners funktion er relateret til evnen til at sanse og fordøje byttedyr og at udnytte deres næringsstoffer," forklarer Rainer Hedrich.
"Vi var i stand til at spore oprindelsen af kødædende gener tilbage til en duplikeringsbegivenhed, der fandt sted for mange millioner år siden i genomet af den sidste fælles forfader til de tre kødædende arter," siger Jörg Schultz. Duplikeringen af hele genomet har givet evolutionen en ideel spilleplads til at udvikle nye funktioner.
Genetisk fattigdom på trods af en særlig livsstil
Til deres overraskelse opdagede forskerne, at planterne ikke har brug for et særligt stort antal gener til kødædende. I stedet er de tre undersøgte arter faktisk blandt de mest genfattige planter, man kender. Drosera har 18, 111, Dionaea 21, 135 og Aldrovanda 25, 123 gener. Derimod har de fleste planter mellem 30.000 og 40.000 gener.
Hvordan kan dette forenes med, at der norm alt er brug for et væld af nye gener for at udvikle nye måder at leve på? "Dette kan kun betyde, at specialiseringen i animalsk mad blev ledsaget af en stigning i antallet af gener, men også et massivt tab af gener," konkluderer udviklingsbiolog Hasebe.
Rodgener er aktive i fangstorganerne
De fleste af de gener, der kræves til insektfælderne, findes også i let modificeret form i normale planter. "Hos kødædende planter er flere gener aktive i fangstorganerne, som hos andre planter har deres virkning i roden. I fangstorganerne tændes disse gener først, når byttet er sikkert," forklarer Hedrich. Dette fund er i overensstemmelse med det faktum, at rødderne er betydeligt reduceret i Venus fluefælde og soldug. I vandhjulet er de helt fraværende.
Yderligere forskning i fældefunktionen
Forskerne har nu et indblik i udviklingen af kødædende dyr i planter og har tre tegninger for denne særlige livsstil i deres hænder. Deres næste mål er at få en endnu bedre forståelse af det molekylære grundlag for fældefunktionen.
"Vi har fundet ud af, at Venus-fluefælden tæller de elektriske stimuli, der udløses af byttet, kan huske dette tal i en vis tid og til sidst træffer en beslutning, der svarer til tallet," siger Hedrich. Nu er det vigtigt at forstå det biofysisk-biokemiske princip, som kødædende planter tæller efter.
