Planter er mye mer slu enn vi tidligere trodde. Forskere har nylig oppdaget at Dodder, en problematisk parasittisk plante som forårsaker millioner av dollar i skade hvert år på avlinger, i praksis kan hacke genene til verten sin.
Du leste riktig. En parasittisk plante kan hacke genene til verten, noe som gjør verten mer sårbar i fremtiden.
Vi visste allerede at det fantes moser som kan fjerne arsenikk fra vann. Vi har nettopp lært at planter kan lære å reagere på stimuli som et dyr ville gjort. Planter kan helbrede oss. De forbedrer humøret vårt bare ved å eksistere. Men planter som kan hacke genene til andre dyr er noe helt nytt.
Denne forskningen blir litt teknisk, men hold ut – vi skal gjøre det forståelig.
Dodder kan dele RNA med vertsplanten sin. RNA fungerer i hovedsak som en budbringer, som hjelper levende organismer med å frakte instruksjoner fra DNA rundt. MicroRNA er en undergruppe av RNA som spesifikt hjelper andre typer RNA med å slå gener på eller av.
Frisk opp biologikunnskapene dine med denne videoen, eller husk bare at microRNA kan slå av gener ved å samhandle med andre typer RNA. Minst én parasittisk plante bruker microRNA som et våpen.
En stund visste ikke forskerne hvorfor Dodder delte RNA med vertene sine.
Forskere fant nettopp årsaken. Dodders microRNA slo faktisk av gener i vertsplanten, noe som gjorde vertsplanten mer sårbar for angrep fra Dodder.
De vet fortsatt ikke helt hvordan dette fungerer.
Jim Westwood, en av forskerne som skrev den originale studien, er ikke beskjeden om betydningen av funnene deres. I et intervju med Virginia Tech News sa han: «Vert-parasitt-interaksjon involverer bruk av microRNA som budbringere av undergang. De kaprer informasjon fra verten… MicroRNA er en ny klasse våpen som brukes i krigføring.»
Forskere har i en stund sett på microRNA som en potensielt måte for planter å kommunisere med (og angripe) hverandre på. Forskning i 2016 fant ut at parasittiske ugress kunne stjele genetisk informasjon fra vertene sine og bruke den informasjonen til å angripe dem videre.
Nå som forskere vet hva Dodder gjør for å svekke vertsplantenes forsvar, retter de oppmerksomheten mot forskning på hvordan Dodder gjør det. Når forskere kan forstå hvordan Dodder faktisk gjennomfører dette snikangrepet, vil de kunne utvikle mottiltak.
Siden parasittiske planter forårsaker så mye skade på viktige avlinger hvert år, er det høyt prioritert i den industrielle landbruket å finne ut hvordan man kontrollerer Dodder. Dodder er også det som kalles en obligat parasitt, noe som betyr at den ikke kan overleve uten en vertsplante.
Hvordan en parasittisk plante får microRNA inn i verten sin
Dodder bruker de samme mekanismene for å stjele næringsstoffer og dele microRNA. Denne parasittiske planten kobler seg til det vaskulære systemet til vertsplanten, og stjeler vann og næring. Vanligvis setter vertsplanten i gang forsvar når den oppdager at den har blitt «hacket».
Mange planter som angripes av en parasitt, vil lage klumpeproteiner som stopper næringstilførselen til det angrepne området. Forskere viste at Dodders microRNA målrettet genene som koder for denne klumpeadferden. Disse genene er veldig like på tvers av mange arter, noe som betyr at Dodder kan angripe mange typer planter med en enkel microRNA-angrepsstrategi.
Å angripe genene som koder for proteinene som lager klumping virker litt omstendelig. I praksis betyr denne angrepsstrategien at Dodder får en uavbrutt strøm av næringsstoffer fra verten. I stedet for å prøve å håndtere en redusert næringstilførsel, tvinger Dodders microRNA vertsplanten til å dele næringsstoffer fritt.
Ærlig talt, det er litt skremmende.
Forskere mistenker også at microRNA-baserte angrep er mer vanlige blant planter og sopp enn vi tidligere har trodd. Å utvikle en måte for viktige avlinger å forsvare seg mot parasittiske planter kan spare bønder millioner av dollar i året.