Ученые пролили новый свет на Triphyophyllum peltatum

Автор: Вюрцбургский университет, 9 июля 2023 г.

Плотоядный лист Triphyophyllum peltatum с железами, выделяющими липкую жидкость для захвата добычи насекомых. Фото: Трауд Винкельманн / Ганноверский университет.

Triphyophyllum peltatum is a unique plant native to the tropical regions of West Africa. This particular liana speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Этот вид привлекает значительное внимание со стороны медицинского и фармацевтического секторов из-за своих особых компонентов. Лабораторные испытания показали, что его компоненты проявляют многообещающую медицинскую активность против клеток рака поджелудочной железы и лейкемии, а также против патогенов, вызывающих малярию и другие заболевания.

Однако этот вид растений интересен и с ботанической точки зрения: Triphyophyllum peltatum — единственное известное растение в мире, которое при определенных обстоятельствах может стать хищником. В его меню тогда входят мелкие насекомые, которых он ловит с помощью клейких ловушек в виде капель секрета и переваривает синтезируемыми литическими ферментами.

Высокую гибкость можно наблюдать у листьев растения, которые в зависимости от стадии развития развивают три разных типа. Если в ювенильной фазе первоначально формируются простые листья, то позже могут образовываться так называемые «листья-ловушки», несущие на себе большое количество клейких ловушек. Когда эти листья-ловушки выполняют свою функцию, растение либо снова образует нормальные листья, либо – если растение вошло в стадию лианы – листья с двумя крючками на кончике в качестве опоры для лазания.

Когда Triphyophyllum peltatum переходит в стадию лианы, растение образует листья с двумя крючками на концах, служащими опорой для лазания. Фото: Трауд Винкельманн / Ганноверский университет.

Что касается выражения идентичности листьев, Triphyophyllum peltatum демонстрирует высокую степень гибкости: стадии развития могут различаться по продолжительности, а хищническая стадия может быть полностью исключена или восполнена на более поздней стадии. Таким образом, растение как бы приспосабливается к сложившимся условиям своего обитания.

Триггер, превращающий растение в хищника, ранее был неизвестен. Одной из причин этого было то, что Triphyophyllum peltatum считался очень трудным для выращивания, и поэтому образование ловучих листьев было трудно изучать экспериментально. Эта проблема теперь решена учеными из Университета Лейбница в Ганновере (LUH) и Университета Юлиуса-Максимилиана в Вюрцбурге (JMU).

Впервые им удалось вырастить Triphyophyllum peltatum в оранжерее Вюрцбургского ботанического сада. В Ганновере были созданы условия для массового размножения растений в условиях in vitro, т.е. в культуральных сосудах на четко определенных питательных средах.

В работе приняли участие профессор Трауд Винкельманн из Института садоводческих производственных систем при Университете Лейбница в Ганновере и ее коллега Анне Хервиг из Института почвоведения при LUH, а также профессора Вюрцбурга Герхард Брингманн (Институт органической химии) и Райнер Хедрих (Юлиус-фон). - Сакс-Институт биологических наук).

Но еще более важно то, что с помощью этих растений исследовательская группа смогла выявить фактор, запускающий переход к плотоядному образу жизни. Команда опубликовала результаты этого исследования в текущем выпуске журнала «Новый фитолог».