Генлисея
| Генлисея | |
|---|---|
| |
| Листья Genlisea violacea : зеленые надземные листья и бесцветные подземные листья-ловушки. | |
Научная классификация 
| |
| Королевство: | Растения |
| Клэйд : | Трахеофиты |
| Клэйд : | покрытосеменные растения |
| Клэйд : | Эвдикоты |
| Клэйд : | Астериды |
| Заказ: | Ламьялес |
| Семья: | Лентибуляриевые |
| Род: | Генлисея А.Ст.-Хил. (1833) |
| Подроды и разделы | |
| |
| |
| Глобальное распространение Genlisea | |
Генлисея ( / ˌ dʒ ɛ n l ɪ ˈ s iː ə / JEN -liss- EE -ə ) — род плотоядных растений, также известных как штопорные растения . Около 30 видов растут во влажной наземной и полуводной среде, распространенной по всей Африке , Центральной и Южной Америке . Растения используют сильно модифицированные подземные листья для привлечения, улавливания и переваривания мельчайшей микрофауны, особенно простейших . веком ранее Хотя это было предложено Чарльзом Дарвином , плотоядность этого рода не была доказана до 1998 года. [ 1 ]
Родовое писательницы название Genlisea дано в честь французской и просветительницы Стефани Фелисите Дюкрест де Сен-Альбин, графини де Жанлис . [ 2 ]
Несколько видов этого рода, в том числе G. margaretae , G. aurea и G. tuberosa , обладают наименьшими известными геномами среди всех цветковых растений . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
Как уже говорилось, Genlisea обладает широким спектром генетического разнообразия, которое может проявляться в различных фенотипических признаках. Например, у G. tuberosa образуются клубни, от одного до трех на растении. Это позволяет хранить углеводы и воду, поскольку они находятся в пожароопасных зонах. У других видов имеется утолщенный столон. [ 6 ]
Описание
[ редактировать ]
Genlisea — небольшие травы , растущие из тонкого корневища и имеющие два морфологически различных типа листьев: фотосинтезирующие надземные листья и сильно модифицированные подземные листья, используемые для ловли добычи. У растений отсутствуют корни , хотя подземные ловушки выполняют многие функции, обычно выполняемые корнями, такие как закрепление и поглощение воды и питательных веществ.
содержится несколько или множество цветков В тонком, прямостоячем и часто высоком соцветии . Как и у других представителей семейства пузырчатых , венчик слит в двулопастную трубку, сужающуюся к шпоре, при этом нижняя губа венчика имеет три доли. [ 2 ] Чашечка у пятилопастная, в отличие от . Utricularia трехлопастной чашечки [ 7 ] Цвет венчика обычно от желтого или фиолетового до лилового, хотя некоторые виды белые или кремовые. [ 7 ] Нижняя губа образует нёбо, которое служит проводником к шпоре, содержащей нектар, обеспечивая обонятельные и механические стимулы для близлежащих опылителей, таких как пчелы и мухи. На микроскопическом уровне нёбо имеет железистые трихомы. [ 8 ] Это маленькие волоски, которые хранят и выделяют вторичные метаболиты, чтобы обеспечить защиту от травоядных. [ 9 ] Железистые трихомы не содержат нектарного секрета, что позволяет предположить, что это пахучие железы. [ 8 ] Не показано, что эти надземные структуры принимают непосредственное участие в плотоядной деятельности.
В зависимости от вида фотосинтезирующие листья имеют линейную или лопатовидную форму и имеют длину 0,5–5 см. 1 ⁄ 4 –2 дюйма) в длину. [ 2 ]
Подземные ловушки белые, лишены хлорофилла или какой-либо другой пигментации . Они состоят из цилиндрического стебля, расширяющегося на некотором расстоянии под поверхностью в полую колбовидную маточку и продолжающегося на некотором расстоянии в виде полого цилиндра. В этот момент стебель раздваивается на две бороздчатые спирали, между которыми отверстие цилиндра служит входом в ловушку. Борозды спиральных рукавов-ловушек выстланы волосками, направленными внутрь и к развилке. Полый цилиндр, ведущий от развилки к маточке, также выстлан направленными вверх изогнутыми волосками. Некоторые виды производят две формы ловушек: более короткую и длинную, которые, вероятно, нацелены на разные группы добычи. Эти штопорообразные структуры пассивно захватывают простейших и других многоклеточных животных. Поскольку эти ловушки находятся в почве, они постоянно стимулируются обширной микрофауной, обнаруженной в почве. Благодаря постоянной стимуляции растение активно выделяет пищеварительные ферменты , помогающие пищеварению получать больше азота, фосфора и других минералов. [ 10 ] Фосфатаза обнаружена во всех типах желез, что позволяет расщеплять добычу и усваивать фосфор в почвах с низким содержанием питательных веществ. Хотя это и не до конца понятно, концентрация кислорода внутри ловушек Генлисеи незначительна. По этой причине считается, что аноксические условия могут быть механизмом гибели добычи. При этом анаэробные бактерии выживают. [ 11 ]
Таксономия
[ редактировать ]В настоящее время в этом роде признано двадцать девять видов. [ 12 ] две разновидности Действительными также считаются : G. aurea var. минор и автономный G. aurea var. ауреа . [ 12 ] Внутривидовая детерминация почти полностью зависит от соцветия , особенно от волосяного покрова . [ 7 ] Генетическая изменчивость является интересной областью внимания, поскольку у нее невероятно высокий уровень нуклеотидных замен в ядре, хлоропластах и митохондриях по сравнению с другими покрытосеменными . Из-за мутации, приводящей к изменению фенотипических признаков, обнаруженных в митохондриях, образуются активные формы кислорода, что в конечном итоге приводит к повреждению ДНК и дальнейшим мутациям. [ 13 ]
| Разновидность | Власть | Год | Изображение | Распределение | Подрод | Раздел | Размер генома (Мбит/с) [ 5 ] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Генлисея африканская | Олива. | 1865 | Африка | Генлисея | Африканские женщины | 740 | |
| Genlisea angolensis | РДХорошо | 1924 | Африка | Генлисея | Африканские женщины | - | |
| Генлисея золотистая | А.Ст.-Хил. | 1833 |  |
Южная Америка | Генлисея | Генлисея | 64 и 117–131 |
| Генлисея бартлотти | С.Порембски , Эб.Фиш. и Геммел | 1996 | Африка | Генлисея | Африканские женщины | - | |
| Генлисея эксгибиционистка [ 14 ] | Ривадавия и А.Флейшм. | 2011 | Южная Америка | Тейлория | - | ||
| Genlisea нитевидная | А.Ст.-Хил. | 1833 |  |
Южная Америка, Центральная Америка , Куба | Генлисея | Генлисея | - |
| Генлисея гибкая [ 14 ] | Ривадавия , А.Флейшм. и Гонелла | 2011 | Южная Америка | Тейлория | - | - | |
| Генлисея голая | П.Тейлор | 1967 | Южная Америка | Генлисея | Генлисея | - | |
| Генлизея самая железистая | R.E.Fr. | 1916 | Африка | Генлисея | Изогнутый | 154-189 | |
| Генлисея гвианская | N.E.Br. | 1900 | Южная Америка | Генлисея | Генлисея | 289 | |
| Генлисея хиспидула | Стапф | 1904 |  |
Африка | Генлисея | Африканские женщины | 1510 - 1550 |
| Генлисея дольчатая | Фромм | 1989 |  |
Южная Америка | Тейлория | - | 1200 - 1722 |
| Генлисея ромашки | Хатч. | 1946 | Африка, Мадагаскар | Генлисея | Изогнутый | 113 - 195 | |
| Генлисея металлика [ 14 ] | Ривадавия и А.Флейшм. | 2011 | Южная Америка | Тейлория | - | 1057 | |
| Генлисея туманная [ 14 ] | Ривадавия , Гонелла и А.Флейшм. | 2011 | Южная Америка | Тейлория | - | - | |
| Genlisea nigrocaulis | Штайерм. | 1948 | Южная Америка | Генлисея | Генлисея | 73 - 86 | |
| Генлисея олигофилла [ 14 ] | Ривадавия и А.Флейшм. | 2011 | Южная Америка | Тейлория | - | - | |
| Генлисея оксицентрон | П.Тейлор | 1954 | Южная Америка, Тринидад | Генлисея | Генлисея | 75 | |
| Генлисея палида | Фромм и П. Тейлор | 1985 | Африка | Генлисея | Изогнутый | - | |
| Генлисея прекрасна | Соска | 1934 | Южная Америка | Генлисея | Генлисея | - | |
| Генлисея пигмея | А.Ст.-Хил. | 1833 |  |
Южная Америка | Генлисея | Генлисея | 161 - 179 |
| Генлисея ползущая | Бендж. | 1847 |  |
Южная Америка | Генлисея | Генлисея | 77–86 и 142–150 |
| Генлисея рорайменсис | N.E.Br. | 1901 | Южная Америка | Генлисея | Генлисея | - | |
| Дженлисея санариапоана | Штайерм. | 1953 | Южная Америка | Генлисея | Генлисея | - | |
| Генлисея стапфии | А. Чев. | 1912 | Африка | Генлисея | Африканские женщины | - | |
| Genlisea subglabra | Стапф | 1906 |  |
Африка | Генлисея | Африканские женщины | 1471 - 1622 |
| Генлисея тубероза [ 15 ] | Ривадавия , Гонелла и А.Флейшм. | 2013 | Южная Америка | Генлисея | Генлисея | 61 [ 4 ] | |
| Дженлисея унцината | П. Тейлор и Фромм | 1983 | Южная Америка | Тейлория | - | 995 - 1062 | |
| Генлисея фиолетовая | А.Ст.-Хил. | 1833 |  |
Южная Америка | Тейлория | - | 1005 - 1609 |
Ботаническая история
[ редактировать ]Род был открыт Огюстеном Франсуа Сезаром Прувансалем де Сент-Илер . [ 2 ] который в 1833 году описал четыре вида: G. aurea , G. filiformis , G. pygmaea и G. violacea .
Диапазон размеров генома
[ редактировать ]Этот род имеет 25-кратный диапазон размера генома среди своих видов и, в частности, включает в себя некоторые из самых маленьких известных геномов растений. [ 5 ] Например, размер генома G. nigrocaulis составляет 86 Мбит/с (1C; 2n = 40), а у его близкого родственника G. hispidula (1C; 2n = 40) – 1550 Мбит/с, что в 18 раз больше. было измерено более одного размера генома У G. aurea и G. repens , что позволяет предположить существование ди- и тетраплоидных особей. [ 5 ]
Взаимодействие хозяина и микробиома
[ редактировать ]В ловушках Genlisea обитает микробное сообщество бактерий (доминирующие виды состоят из анаэробных Clostridium sp. и пектолитических Dickeya sp. [ 16 ] ), зеленые водоросли , микробные грибы, протисты группы SAR и мелкие многоклеточные животные . Благодаря обширным исследованиям было обнаружено, что бактериальное сообщество ловушки отвечает экологической важности добычи, поскольку растения Genlisea полагаются на пищеварительные ферментативные системы микробов, чтобы помочь своему плотоядному пищеварению. [ 17 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бартлотт В., Порембски С., Фишер Э., Геммел Б. (1998). «Обнаружено первое растение-ловушка простейших» . Природа . 392 (6675): 447–448. Бибкод : 1998Natur.392Q.447B . дои : 10.1038/33037 . ПМИД 9548248 .
- ^ Jump up to: а б с д Клауди-Магнуссен Дж (1982). «Введение в Генлисею ». Информационный бюллетень о плотоядных растениях . 11 (1): 13–15. дои : 10.55360/cpn111.gc430 .
- ^ Грейлхубер Дж., Борщ Т., Мюллер К., Ворберг А., Порембски С., Бартлотт В. (2006). «Наименьшие геномы покрытосеменных растений, обнаруженные у Lentibulariaceae, с хромосомами бактериального размера». Биология растений . 8 (6): 770–777. Бибкод : 2006PlBio...8..770G . дои : 10.1055/s-2006-924101 . ПМИД 17203433 . S2CID 260252929 .
- ^ Jump up to: а б Флейшманн А., Михаэль Т.П., Ривадавия Ф., Соуза А., Ван В., Темш Э.М., Грейлхубер Дж., Мюллер К.Ф., Хойбл Г. (2014). «Эволюция размера генома и числа хромосом хищных растений рода Genlisea (Lentibulariaceae) с новой оценкой минимального размера генома у покрытосеменных растений» . Анналы ботаники . 114 (8): 1651–1663. дои : 10.1093/aob/mcu189 . ПМЦ 4649684 . ПМИД 25274549 .
- ^ Jump up to: а б с д Ву, Джанг; Шмутцер, Томас; Булл, Фабиан; Цао, Хиеу; Фукс, Йорг; Шуберт, Инго; другие и (2015). «Сравнительный анализ генома показывает различную эволюцию размера генома у рода плотоядных растений» . Геном растения . 8 (3): eplantgenome2015.04.0021. doi : 10.3835/plantgenome2015.04.0021 . hdl : 11858/00-001M-0000-002A-1AD3-0 . ПМИД 33228273 .
- ^ Матос, Рамон Гедес; Силва, Саура Родригес; Плахно, Бартош Ю.; Адамец, Любомир; Майкл, Тодд П.; Варани, Алессандро Мелло; Миранда, Витор Ф.О. (май 2022 г.). «Полный митохондриальный геном плотоядных Genlisea tuberosa (Lentibulariaceae): структура и эволюционные аспекты» . Джин . 824 : 146391. doi : 10.1016/j.gene.2022.146391 . ISSN 0378-1119 . ПМИД 35259463 . S2CID 247310964 .
- ^ Jump up to: а б с Тейлор П. (1991). «Род Genlisea » . Информационный бюллетень о плотоядных растениях . 20 (1–2): 20–26. дои : 10.55360/cpn201-2.pt559 . S2CID 260879969 .
- ^ Jump up to: а б Плахно, Бартош Ю.; Сильва, Саура Р.; Свентек, Петр; Диксон, Кингсли В.; Лустофин, Кшиштоф; Себер, Гильерме К.; Миранда, Витор Ф.О. (21 июля 2020 г.). «Особенности строения клубней плотоядных растений (Genlisea, Utricularia) как органов абиотической стрессоустойчивости» . Международный журнал молекулярных наук . 21 (14): 5143. doi : 10.3390/ijms21145143 . ISSN 1422-0067 . ПМК 7403982 . ПМИД 32708125 .
- ^ Плахно, Бартош Ю.; Свентек, Петр; Стпичиньска, Малгожата; Миранда, Витор Фернандес Оливейра (14 февраля 2018 г.). «Ультрастроение цветочного неба хищного растения Genlisea hispidula Stapf с замечаниями о строении и функции неба у подрода Genlisea (Lentibulariaceae) » Протоплазма . 255 (4): 1139–1146. дои : 10.1007/ s00709-018-1220-6 ISSN 0033-183X . ПМК 5994213 . ПМИД 29445970 .
- ^ Цао, Хиеу X.; Шмутцер, Томас; Шольц, Уве; Печинка, Алесь; Шуберт, Инго; Ву, Джианг TH (14 июля 2015 г.). «Метатранскриптомный анализ выявляет взаимодействие хозяина и микробиома в ловушках хищных видов Genlisea» . Границы микробиологии . 6 : 526. дои : 10.3389/fmicb.2015.00526 . ISSN 1664-302X . ПМК 4500957 . ПМИД 26236284 .
- ^ Адамец, Любомир (23 августа 2007 г.). «Концентрация кислорода внутри ловушек хищных растений Utricularia и Genlisea (Lentibulariaceae)» . Анналы ботаники . 100 (4): 849–856. дои : 10.1093/aob/mcm182 . ISSN 1095-8290 . ПМЦ 2749638 . ПМИД 17720681 .
- ^ Jump up to: а б Флейшманн, А. (2012). Монография рода Genlisea . Redfern Natural History Productions, Пул. ISBN 978-190-878-700-2 .
- ^ Кармезин, Кора Ф.; Флейшманн, Андреас С.; Клепш, Маттиас М.; Вестермайер, Анна С.; Спек, Томас; Янсен, Стивен; Поппинга, Саймон (декабрь 2021 г.). «Структурные градиенты и анизотропная гидравлическая проводимость в загадочных ловушках для угрей плотоядных растений-штопоров ( Genlisea spp.)» . Американский журнал ботаники . 108 (12): 2356–2370. дои : 10.1002/ajb2.1779 . ISSN 0002-9122 . ПМИД 34648183 .
- ^ Jump up to: а б с д и Флейшманн, А., Ф. Ривадавия, П.М. Гонелла и Г. Хойбл (2011). Ревизия Genlisea подрода Tayloria (Lentibulariaceae). Фитотаксона 33 : 1–40. первая страница
- ^ Ривадавия Ф, Гонелла П.М., Флейшманн А. (2013). «Новый клубневый вид Genlisea (Lentibulariaceae) из кампус-рупестрес Бразилии». Систематическая ботаника . 38 (2): 464–470. дои : 10.1600/036364413X666679 . S2CID 86552321 .
- ^ КАРАВАРИ, Фернанда А.; ФЕРРЕЙРА, Альмир Дж.; ФЕРРЕЙРА, Андерсон; Кливати, Дебора; де Миранда, Витор Фернандес О.; Араужо, Веллингтон Л. (май 2014 г.). «Основное сообщество хищных растений, связанное с ловушками, Utricularia Hydrocarpa и Genlisea filiformis» . Водная ботаника . 116 :8–12. Бибкод : 2014AqBot.116....8C . дои : 10.1016/j.aquabot.2013.12.008 . ISSN 0304-3770 .
- ^ Цао, Хиеу X.; Шмутцер, Томас; Шольц, Уве; Печинка, Алесь; Шуберт, Инго; Ву, Джианг TH (14 июля 2015 г.). «Метатранскриптомный анализ выявляет взаимодействие хозяина и микробиома в ловушках хищных видов Genlisea» . Границы микробиологии . 6 : 526. дои : 10.3389/fmicb.2015.00526 . ISSN 1664-302X . ПМК 4500957 . ПМИД 26236284 .
- Плахно Б.Я., Козерадзка-Кишкурно М., Свёнтек П. (2007). «Функциональная ультраструктура пищеварительных волосков Genlisea (Lentibulariaceae)» . Анналы ботаники . 100 (2): 195–203. дои : 10.1093/aob/mcm109 . ПМЦ 2735322 . ПМИД 17550910 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Общество плотоядных растений Полный список плотоядных растений.