Повечето хора познават имела (албум Viscum) предимно като растение, което да затворят и целунат по празниците. Но в естествената си среда имелът е хемипаразит (паразитно растение, което е способно на известна фотосинтеза), захваща се върху дърветата и извлича вода и хранителни вещества от тях. Две независими проучвания, докладвани в Current Biology на 3 май, показват, че паразитният начин на живот на имел е довел вида до доста изненадваща еволюционна загуба. Имелът няма ключови компоненти на клетъчната техника, от които други организми зависят, за да преобразуват глюкозата в енергоносителната молекула АТФ.

дихателния

„Загуба на дихателен капацитет по-рано се наблюдава само при едноклетъчни еукариоти, което води до паразитен или симбиотичен начин на живот“, казва Етиен Майер от Института по молекулярна физиология на растенията Макс Планк в Германия. "Съобщаваме за първия случай на многоклетъчен еукариот, който е загубил по-голямата част от дихателния си капацитет."

„Не е известен пример, че животът без митохондриален комплекс I е възможен при многоклетъчни еукариоти“, добавя Ханс-Петер Браун от Leibniz Universität Hannover, също в Германия. "И така, определено бяхме изненадани да осъзнаем, че албумът на V. живее без този комплекс."

По-ранни проучвания предполагат, че геномите в клетъчните електроцентрали, известни като митохондрии от видове Viscum, са загубили гени, кодиращи комплекс I субединици. Той е първи сред многоклетъчните еукариоти. Но това не беше доказателство, че на имела липсва изобщо комплексът. Имаше възможност гените, кодиращи комплекс I, да са били пренесени от митохондриите в ядрения геном.

Въпреки това констатациите привличат вниманието на Браун и Майер. Без да знаят един за друг, двамата решиха да се вгледат отблизо. По-късно двата екипа се срещнаха на конференция и откриха, че следват паралелни пътища, което сега ги доведе до по същество едно и също откритие. Те решиха да представят работата си в Current Biology като двойка.

Екипът на Браун представя биохимични доказателства, че в митохондриите на европейския имел напълно липсва комплекс I. Те също така имат значително намалено количество комплекси II и V. В същото време, съобщават те, комплекси III и IV образуват това, което те описват като „забележително стабилни дихателни суперкомплекси . " Констатациите предлагат биохимично доказателство, че гените, кодиращи субединици на комплекс I, не са били пренесени в ядрения геном и че този дихателен комплекс наистина не е сглобен. В резултат на това цялата дихателна верига на растението е преустроена.

Екипът на Майер, заедно с екипа на Джанеке Балк от центъра на Джон Инес, Великобритания, също установиха, че не могат да открият никаква активност от комплекс I или неговите протеинови субединици. Те открили, че нивата на комплекс IV и ензима, който синтезира АТФ, са налице при 5 пъти по-ниска концентрация от друго често изследвано лабораторно растение. Други основни метаболитни ензими бяха открити при по-високи нива. Откритията им допълват доказателствата, че митохондриалните функции в паразитния имел са претърпели „екстремни корекции“ през еволюционното време.

Браун предполага, че тези адаптации към паразитен начин на живот могат да спестят на растението енергията, необходима за сглобяването на тези митохондриални комплекси. „Обаче, казва той, това има цена“, тъй като капацитетът за генериране на АТФ от митохондриите е намален.

Работата на двете изследователски групи показва, че загубата на генериране на АТФ от митохондриите може да бъде компенсирана от процесите, произвеждащи АТФ в други клетъчни компоненти. Това е възможност, която заслужава допълнително проучване, казва Браун. Майер добавя, че митохондриите на други паразитни растителни видове трябва да бъдат изследвани, за да се определи дали намаляването на дихателния капацитет е специфично за имела.