De gewone maretak, een symbool van katholieke kerst, heeft bewezen een uniek plantenrijk te zijn dat niet weet hoe suikers met zuurstof af te breken en hun energie te gebruiken om cellulaire energie te produceren, aldus wetenschappers in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Current Biology.
“Onze collega's ontdekten onlangs dat mistletoe genen mist die geassocieerd zijn met zuurstofademhaling in mitochondriën. We dachten dat ze naar een ander deel van het genoom waren "verhuisd" en waren verbaasd toen we ons realiseerden dat maretak dat deel van de stofwisselingsmachine van de cel volledig kwijt was. Het werd beschouwd als een essentieel onderdeel van de cellen van alle meercellige wezens,”zei Andrew McLean van het John Innes Centre in Norwich, VK.
Botanici hebben relatief lang geleden ontdekt dat sommige planten in het verre verleden het vermogen hebben verloren om te fotosynthetiseren en onafhankelijk voedingsstoffen te extraheren, nadat ze hebben geleerd te parasiteren op andere planten en zelfs op schimmels. Dergelijke vertegenwoordigers van de flora, de zogenaamde mycoheterotrofe planten, worden meestal aangetroffen in bossen en in donkere hoeken van het gebied, waar andere leden van de plantenwereld eenvoudigweg niet kunnen overleven.
Een treffend voorbeeld van dergelijke planten zijn orchideeën die groeien in tropische en gematigde bossen en parasiteren op verschillende soorten schimmels, die ze via een trucje zelf voorzien van voedingsstoffen en mineralen. Er zijn tientallen soorten andere bloeiende planten die een vergelijkbare levensstijl leiden.
McLean en zijn collega's ontdekten een plant die dit proces tot zijn logische conclusie bracht - het verloor volledig het vermogen om niet alleen zelfstandig suikers te verkrijgen, alleen door fotosynthese, maar ook om "gestolen" voedingsstoffen af te breken met behulp van zuurstof. Het bleek de gewone maretak te zijn, een parasitaire plant waarvan de takken waarmee Europeanen hun huis versieren tijdens kerst en oud en nieuw.
Bij het analyseren van het genoom van deze vertegenwoordiger van de flora, vestigden de auteurs van het artikel de aandacht op de ongewoon korte lengte van dat deel ervan dat het werk van mitochondriën controleert - cellulaire 'energiestations' waarin glucose en andere voedingsstoffen worden geoxideerd en ATP-moleculen worden geproduceerd, een universele cellulaire 'energiemunt'.
In het verre verleden waren mitochondriën onafhankelijke organismen, maar later fuseerden ze met de voorouders van planten en dieren en werden ze geleidelijk een deel van hun cellen, waarbij ze bijna alle genen verloren hadden, waarvan de meeste 'verhuisden' naar nucleair DNA. Om deze reden was de samentrekking van dit deel van het genoom in maretak geïnteresseerd, maar niet verrassend, genetici.
Desalniettemin waren er redenen voor verrassing - het bleek dat de genen die verantwoordelijk zijn voor het werk van het zogenaamde "complex I", een sleutelset van mitochondriale enzymen, volledig verdwenen zijn uit zowel nucleair als mitochondriaal DNA. Deze eiwitten, zoals wetenschappers uitleggen, zijn verantwoordelijk voor het "verbranden" van koolhydraten en andere voedingsstoffen in de cellen van alle meercellige stoffen en gebruiken hun energie voor andere doeleinden.
Promotie video:
De vraag is: hoe overleeft maretak dan? Zoals verdere experimenten door McLean en zijn collega's hebben aangetoond, produceren deze planten ATP-moleculen met behulp van glycolyse en andere "zuurstofvrije" metabolismen, waarvan de efficiëntie tien keer lager is.
Bovendien steelt sommige van de moleculen van de "energiemunt", zoals wetenschappers vermoeden, maretak gewoon van de eigenaar. Beiden verklaren volgens genetici waarom deze parasieten ongewoon grote hoeveelheden suikers uit de takken van hun slachtoffers zuigen.
Nu analyseren McLean en zijn collega's het DNA van vele andere parasitaire plantensoorten, om te testen of maretak echt uniek is in dit opzicht.
