一种迷人的寄生植物被发现潜伏在树根周围，它已经优化了它的生存策略，以至于能够修剪近三分之一的基因组。
该属，被称为蛇菰科，可能会被误认为是一种奇怪的、肉质的、粉红色的真菌，几乎像阳具一样从落叶中伸出来。带有刺鼻的香气类似于肉体腐烂，这种寄生虫与植物相去甚远。
但看似蘑菇帽的东西实际上是一个头状花序，它的根部紧紧地缠绕在它下面潜伏的树的根部——这是一种成功的寄生关系，其中蛇头藻属从其他生物体中吸取营养。
由中国华大基因研究中心的遗传学家陈晓丽领导的一个科学家小组发现，而不是延长一种被称为“蓄水池像其他植物寄生虫一样进入宿主体内窃取营养，蛇头藻属将其肉与宿主的血管系统混合在一起地下在块茎状的器官中。该器官是一种嵌合结构，宿主和寄生虫的遗传物质在其中混合。
此外，蛇头藻属的基因组减少——即使对于寄生虫来说也是极端的——与萨普里亚：另一个但非常不同的寄生植物属。这是趋同进化的一个有趣的例子，随着时间的推移，非常不同的生物体分别发展出非常相似的特征。
“观察到的相似但独立的基因丢失程度蛇头藻属和萨普里亚令人震惊”陈说。 “这表明全寄生谱系的遗传进化具有非常强的趋同性，尽管它们的生活史和外观表面上截然不同，并且尽管它们是从不同的光合植物群体进化而来的。”
寄生虫确实是一种奇妙的东西。它们的生存策略是寻找其他表现良好的物种，并以各种方式为自己谋取利益。这有时可以， 也;这是一个。
但是，当你从另一个有机体中吸取生命时，在转向犯罪生活之前，你可能不一定需要你开始时使用的所有生物功能。许多植物寄生虫已经进化到高度依赖宿主，它们的基因组也相应缩小。
寄生虫喜欢蛇头藻属和萨普里亚被称为义务或全寄生虫，并且完全依赖于它们的宿主。两者甚至都失去了光合作用的能力，而光合作用是绿色植物获取营养的方式。
陈想知道这些植物是如何达到目前的形态的，并决定仔细研究它们的基因组。
这很快就变得很酷……而且很奇怪。萨普里亚是全寄生虫的一个非常极端的例子。随着时间的推移，它丢失了 38% 的基因组。但蛇头藻属也不甘落后。它已经丢失了相当惊人的 28% 的基因组。
更引人注目的是，这两种寄生虫都失去了一组相似的基因。从宿主获得营养意味着不再需要参与光合作用的基因。这两种寄生虫还保留了与新陈代谢相关的基因。他们仍然需要一些方法来处理被盗的营养物质。
有趣的是，研究人员发现这两种植物都失去了合成脱落酸的基因，脱落酸是植物用于信号传导和应激反应的激素。但同时囊藻属不能产生脱落酸，但它仍然可以用它来发出信号。这表明它可能丢失了与某些宿主功能重叠的基因，以免伤害宿主。
“大多数丢失的基因蛇头藻属可能与绿色植物中必需的功能有关，而这些功能在寄生虫中已变得不必要，”植物学家肖恩·格雷厄姆说不列颠哥伦比亚大学的。
“也就是说，在某些情况下，基因丢失实际上是有益的，而不是简单地反映了功能的丧失。他们整个脱落酸生物合成途径的丧失可能是一个很好的例子。这可能有助于他们与基因保持生理同步。未来需要对宿主植物进行测试。”
这意味着寄生虫中的一些基因丢失不仅仅是不必要功能的丧失，而是对寄生虫生活方式的适应。这是一个令人着迷的发现，可以帮助我们更好地理解生物体之间的寄生和共生关系如何演变。
研究小组认为，其他全寄生植物可能表现出类似的特征，这些特征不仅有助于研究寄生虫与宿主的关系，还有助于研究植物之间的交流方式。
“对寄生植物的研究加深了我们对基因组巨大变化以及寄生植物与其宿主之间复杂相互作用的理解，”遗传学家刘欢说华大基因研究院。
“基因组数据为了解寄生植物对其寄主的依赖性背后的进化和遗传机制以及它们如何操纵寄主植物生存提供了宝贵的见解。”
该研究发表于自然植物。
