Генетическая вариация контролирует хищничество: преимущества мозаичности

Генетически мозаичное дерево эвкалипта способно контролировать, какие листья спасти от поедания вредителями, благодаря изменениям в своих генах. Об этом сообщает исследование, опубликованное в открытом журнале BMC Plant Biology. Между двумя листьями одного дерева может быть множество генетических различий — в данном исследовании обнаружено десять однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), включая те, что находятся в генах, регулирующих производство терпенов, которые влияют на съедобность листа.

Организмы накапливают соматические генетические мутации на протяжении жизни. Эти мутации могут не иметь эффекта или затрагивать гены, важные для поведения клетки. Раковые клетки часто имеют генетические мутации, позволяющие клетке делиться больше раз, чем немодифицированной, а у растений именно соматическая мутация позволяет одному дереву производить и нектарины, и персики.

Исследователи из Австралийского национального университета обнаружили, что у долгоживущего эвкалипта (Eucalyptus melliodora) соматическая мутация также ответственна за их интересную способность производить одни ветви с листьями, которые легко поедаются вредителями, в то время как другие устойчивы к ним.

На генетическом уровне между этими листьями были обнаружены различия в десяти генах. Аманда Падован, руководившая проектом, пояснила: «Основная защита эвкалипта от поедания — это коктейль терпеновых масел, включая монотерпены, сесквитерпены и FPC, которые придают дереву характерный запах. Листья, устойчивые к поеданию, содержали на пять монотерпенов и на девять сесквитерпенов меньше, чем более «вкусные» листья. Однако концентрация FPC и оставшихся монотерпенов была намного выше — похоже, эти мутации ослабляют жёсткий контроль над производством терпенов».

Хотя эта потеря контроля, вероятно, имеет высокую эволюционную цену, она позволяет дереву выжить в войне насекомых и растений. Исследованное дерево имело одну ветвь, нетронутую насекомыми, в то время как остальная часть дерева была полностью объедена.