Биология

Котовник оказался продуктом повторной эволюции

Alexander von Halem/Flickr

Международная группа исследователей обнаружила с помощью анализа генома, что способность производить иридоиды — пахучие вещества, опьяняюще действующие на кошек, — уже была потеряна у предков котовников в ходе эволюции. Следовательно, биосинтез соединения у этих растений является результатом повторной эволюции. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Science Advances.

Иридоиды — это химические соединения из группы терпенов. Многие растения производят эти вещества, чтобы защитить себя от травоядных животных или патогенов. Среди этих растений много видов из семейства яснотковых (Lamiaceae). Предки подсемейства Nepetoideae, в состав которого входят многие известные травы, такие как базилик, душица, розмарин, мелисса лимонная и мята, в ходе эволюции утратили способность производить иридоиды.

Однако есть и важное исключение: род котовников Nepeta. Они производят иридоиды, включая одно особенно соединение — непеталактон. Это летучее вещество, оказывающее очень сильное влияние на большинство кошек. Судя по всему, основная функция этого соединения состоит в том, чтобы удерживать травоядных от поедания растений.

Международная группа биологов теперь решила выяснить, как и почему котовники производит непеталактон и как эволюционировали биосинтетические пути для образования этой уникальной химической молекулы. Чтобы ответить на этот вопрос, авторы секвенировали геном кошачьей мяты.

«Мы обнаружили набор необычных ферментов, которые связаны с созданием молекулы непеталактона. Эти ферменты ранее не находили ни в одном родственном виде. Это значит, что они эволюционировали отдельно от всех в кошачьей мяте. Когда мы впервые увидели последовательность генома кошачьей мяты, мы поняли, что важные гены, которые, предположительно, участвуют в синтезе непеталактона, были расположены рядом друг с другом в геноме. Это позволило нам легко выяснить механизмы образования этого соединения», — объясняет первый автор исследования, Бенджамин Личман из Йоркского университета.

В ходе исследования ученые сравнили геном двух видов котовников, которые оба способны производить непеталактон, с близкородственным лекарственным растением — иссопом (Hyssopus officinalis), который не способен создавать ни непеталактон, ни любые другие иридоиды. Этот сравнительный подход вместе с реконструкцией древних генов, а также всесторонний филогенетический анализ позволили ученым понять хронологию событий, которые привели к возникновению биосинтеза непеталактона. Авторы также смогли определить механизмы потери и последующей повторной эволюции биосинтеза иридоидов у котовников.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.