7 Minute
Un organism mic, asemănător unei ciuperci, care nu vede niciodată lumina: Balanophora este o plantă cu flori care sfidează așteptările. Lipsită de clorofilă și de rădăcini adevărate, trăiește ca un parazit obligatoriu pe rădăcinile copacilor, produce flori și semințe minuscule și folosește strategii reproductive rar întâlnite în regnul vegetal. Oamenii de știință care lucrează în pădurile izolate de pe insule au început să descifreze cum acest gen neobișnuit a supraviețuit zeci de milioane de ani — și de ce viitorul său poate fi fragil.
O plantă cu aspect de ciupercă dar care nu este ciupercă
La prima vedere, Balanophora arată ca un smoc de ciuperci care răsare din mușchi. Însă acest organism este o plantă cu flori — una care a renunțat complet la fotosinteză. Fără clorofilă și fără rădăcini convenționale, Balanophora se leagă de rădăcinile subterane ale unor specii de copaci și le absoarbe apa, zaharurile și nutrienții. Structura vizibilă deasupra solului este un vârf reproductiv acoperit de flori foarte mici și semințe atât de mici încât se apropie de dimensiuni microscopice.
Biologii au fost mult timp fascinați de Balanophora pentru că răstoarnă multe așteptări despre ce trebuie să aibă o plantă. Numele de gen — derivat din grecescul balanos (ghindă) și phoros (purtător) — sugerează aspectul său neobișnuit, asemănător unei ghinde. Echipe de teren de la Okinawa Institute of Science and Technology (OIST), Universitatea Kobe și Universitatea din Taipei au colaborat recent pentru a examina populații de Balanophora din Japonia, Taiwan și insulele subtropicale. Probe prelevate au scos la iveală modele în genetica, biologia celulară și reproducerea genului, care aruncă lumină nouă asupra acestui grup enigmatic.
Plastide micuțe, roluri biochimice importante
Unul dintre semnele distinctive ale plantelor parazite este pierderea treptată a genelor plastidiale pe măsură ce fotosinteza devine inutilă. Plastidele sunt compartimente celulare care includ cloroplastele la plantele verzi; ele găzduiesc căi pentru fotosinteză și alte reacții biosintetice esențiale. La speciile complet fotosintetice, genomurile plastidiale conțin frecvent până la aproximativ 200 de gene. La Balanophora, cercetătorii au descoperit un genom plastidial dramatic redus — rămânând doar în jur de 20 de gene.
Această reducere, însă, nu înseamnă că plastidele sunt vestigiale. Analize proteomice și genetice au arătat că Balanophora importă peste 700 de proteine din citoplasmă în plastidele sale. Cu alte cuvinte, organitele au fost optimizate, dar și-au păstrat funcții non-fotosintetice importante: sinteza structurilor de bază pentru pigmenți, acizi grași și alți metaboliți necesari pentru ciclul de viață al parazitului.
Profesorul Filip Husnik, al cărui laborator studiază biologia celulară evolutivă, observă că succesiunea pierderii genelor plastidiale la Balanophora seamănă cu tendințele reductive observate la alți paraziți eucariote — în special la Apicomplexa, precum parazitul malariei, care își au originile la strămoși fotosintetici. Această paralelă sugerează că există constrângeri biochimice comune care guvernează modul în care plastidele sunt reduse când fotosinteza este abandonată.
O macrofotografie a unui grup de plante cu aspect de ciupercă pe covorul pădurii, pe fundal musculos. Acestea sunt Balanophora fungosa ssp. fungosa din sudul insulei Okinawa. Credit: Filip Husnik
Liniște veche și evoluție insulară
Prin compararea ADN-ului din multiple populații de Balanophora, echipa de cercetare a reconstruit arborele evolutiv al genului. Familia Balanophoraceae este veche: probabil s-a despărțit de celelalte plante cu flori și s-a diversificat în timpul Cretacicului mijlociu, la aproximativ 100 de milioane de ani în urmă. Această dată face din Balanophora una dintre primele linii care au renunțat la fotosinteză și s-au adaptat la un stil de viață complet parazitar.
Insulele apar frecvent în istoria Balanophora. Mai multe specii și populații se găsesc pe insule din Asia de Est — habitate izolate și ecologic distincte. Viața insulară pare să fi favorizat strategii reproductive neobișnuite în cadrul genului. În timp ce unele populații de Balanophora încă se reproduc sexual și necesită polenizare și fertilizare pentru a produce semințe, altele pot produce semințe fără fertilizare (agamospermie facultativă). Și mai remarcabile sunt populațiile insulare care se reproduc exclusiv prin agamospermie — producție clonala obligatorie de semințe.
Reproducere, specificitate a gazdei și mizele pentru conservare
Agamospermia obligatorie este rară la plante deoarece limitează diversitatea genetică și poate accelera acumularea de mutații dăunătoare. Totuși, pentru Balanophora, producția clonală de semințe poate conferi un avantaj de colonizare: o singură plantă femelă poate stabili o populație nouă pe o insulă fără partener. Aceasta ajută la explicarea modului în care Balanophora se dispersă prin peisaje fragmentate insulare, unde copacii gazdă potriviți sunt discontinui.
Specificitatea față de gazdă agravează vulnerabilitatea plantei. Populațiile individuale de Balanophora parazitează de obicei doar un interval restrâns de specii de copaci. Dacă acei copaci gazdă scad din cauza exploatării forestiere, schimbărilor în utilizarea terenurilor sau recoltării ilegale, planta parazită este probabil să dispară la rândul ei. Multe habitate ale Balanophora sunt mici, locale și uneori protejate — dar protecția nu eliminatează riscurile continue generate de activitățile umane.
O selecție a plantelor de Balanophora analizate. (a) B. japonica (stânga și centru: Kyushu, Japonia; dreapta: Taiwan), (b) B. mutinoides (Taiwan), (c) B. tobiracola (de la stânga: Okinawa, Japonia; Taiwan), (d) B. subcupularis (Kyushu, Japonia), (e) B. fungosa ssp. fungosa (de la stânga: Okinawa, Japonia; Taiwan), (f) B. yakushimensis (de la stânga: Kyushu, Japonia; Taiwan), (g) B. nipponica (Honshu, Japonia). Credit: Svetlikova et al., 2025
Munca echipei combină recoltarea pe teren cu metode genomice și celulare, stabilind o bază pentru studii viitoare despre funcția plastidelor, interacțiunile gazdă–parazit și biogeografia insulară. Cercetătorii subliniază că colaborările continue cu botanici locali și autorități au fost esențiale pentru accesul la populații izolate și pentru a se asigura că lucrările de teren au respectat ghidurile de conservare.
Comentariu de specialitate
„Balanophora ne forțează să regândim ce înseamnă «plantă»”, spune Dr. Lian Moreno, un botanist evoluționist care studiază plante parazite. „Păstrează doar suficient din utilajul celular pentru a funcționa în timp ce externalizează tot restul către gazdă. Acest compromis poate fi elegant în nișe insulare stabile, dar precar atunci când mediile se schimbă rapid.”
Dr. Moreno adaugă că Balanophora este un model valoros pentru studiul evoluției reductive și al funcției organitelor. „Înțelegerea modului în care plastidele rămân utile după pierderea fotosintezei ne poate învăța despre flexibilitatea metabolică în viață — perspective care depășesc botanică și se extind la sisteme microbiene și parazitare.”
Protejarea Balanophora înseamnă protejarea comunităților forestiere specifice și a copacilor gazdă de care depinde. Pentru oameni de știință, factori de decizie și public, planta reprezintă atât o prioritate de conservare, cât și un laborator viu pentru experimentele mai neașteptate ale evoluției.
Sursa: scitechdaily
Lasă un Comentariu