Разгадка тайны цветочного монстра

Тропическое растение аморфофаллус титанический, также известное как "трупный цветок", славится своим отвратительным запахом, напоминающим вонь падали. Недавнее исследование американских ученых позволило понять генетические и биологические механизмы, которые вызывают выделение этих пахучих веществ и нагрев растения во время цветения.

Фото: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2021-11-26_213228_Hannover_Berggarten_Amorphophallus_titanum.jpg by Tim Rademacher, CC BY-SA 4.0

Аморфофаллус титанический представляет собой не один цветок, а множество соцветий, образующих центральный початок, который может достигать трех метров в высоту. В период цветения вокруг него разворачивается "покрывало" — видоизмененный лист, зелёный снаружи и насыщенно-красный или бордовый внутри.

Цветет аморфофаллус титанический раз в пять-семь лет и всего на два дня. В это время центральный початок нагревается до 36 °C и начинает выделять "фирменный аромат", состоящий из серосодержащих соединений. Этот запах привлекает опылителей: мух и жуков-мертвоедов.

Родиной "трупного цветка" является индонезийский остров Суматра, но в дикой природе он почти исчез из-за человеческой деятельности. Сегодня аморфофаллус титанический в основном выращивается в ботанических садах. Одним из таких мест является оранжерея Life Sciences Greenhouse при Дартмутском колледже (Нью-Гэмпшир, США). Под руководством профессора Эрика Шаллера группа ученых наблюдала несколько периодов цветения и собрала образцы для генетического и химического анализов.

Исследователи извлекли РНК из тканей растения и изучили закодированные последовательности, чтобы выявить гены, ответственные за нагревание и специфический запах цветка.

Анализ показал наличие генов, связанных с белками под названием "альтернативные оксидазы", которые у растений отвечают за термогенез. Также были обнаружены активные гены, участвующие в транспортировке и метаболизме серы в тканях, собранных в момент начала цветения аморфофаллуса титанического.

Используя метод масс-спектрометрии, ученые выявили высокий уровень серосодержащей аминокислоты метионина, которая легко испаряется при повышении температуры, источая неприятный запах. Через несколько часов содержание метионина в образцах значительно снизилось.

Кроме того, в початке "трупного цветка" нашли еще одно соединение, ранее не описанное в научной литературе, — органическое соединение путресцин, которое образуется из аргинина в процессе разложения.

Авторы исследования заявили, что впервые объяснили на молекулярном уровне природу запаха и процесс регуляции температуры у аморфофаллуса титанического. Тем не менее, биологи считают, что предстоит еще много узнать о "трупном цветке". В дальнейшем они планируют изучить триггеры, предвещающие цветение, а также способность нескольких растений синхронизировать начало цветения для усиления запаха и привлечения большего количества опылителей.

Уточнения

Рибонуклеи́новая кислота́ (РНК) — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов и играют важную роль в кодировании, прочтении, регуляции и экспрессии генов.