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Credit:ZE WEI, PLANT PHOTO BANK OF CHINA, NATURE PLANTS
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宿主の細胞を自分の肉体に変えてしまう驚きの寄生植物「バラノフォラ」

2023.09.29 Friday

日本にも生息することが知られている奇妙な寄生植物「バラノフォラ」は、一見すると木の根元に生えているキノコに見えます。

しかしキノコのように見える構造は、茎の上に無数の小さな花が並べられた花の塊です。

顔を近づけてみると、思いのほか美しい花が密集していることがわかるでしょう。

しかし米国のブリティッシュコロンビア大学(UBC)で行われた研究によってバラノフォラは花があるにもかかわらず、開花を制御するための遺伝子を持たないことが示されました。

また普通の寄生植物は宿主に吸引器を刺し込んで栄養を盗みますが、バラノフォラは宿主の細胞を操作して自分の肉体の一部とする「キメラ体」を作る極めて特殊な性質を持っています。

どうやってバラノフォラは開花を制御する遺伝子がないのに花を咲かせ、なぜ宿主の細胞を自分の肉体とするようになったのでしょうか?

研究内容の詳細は2023年9月21日に『Nature Plants』にて掲載されました。

This parasitic plant convinces hosts to grow into its own flesh—it’s also an extreme example of genome shrinkage https://www.eurekalert.org/news-releases/1002226
Balanophora genomes display massively convergent evolution with other extreme holoparasites and provide novel insights into parasite–host interactions https://www.nature.com/articles/s41477-023-01517-7

他人の細胞を利用して自分の体を作る寄生植物バラノフォラ

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Credit:Canva . ナゾロジー編集部

多くの寄生植物の起源は、白亜紀から古第三紀にかけて恐竜絶滅が起きた厳しい時代にあることが知られています。

巨大隕石の衝突は恐竜だけでなく植物にも甚大な被害を与え、多くの植物種が絶滅していきました。

そんな中、自力で生きていくのが困難になった植物たちのなかに、他の植物に寄生するものが現れたと考えられます。

大地に根を張り、光から栄養を合成するよりも、仲間の体から栄養を盗んだほうが効率的だったからです。

生き残るためならば手段を選ばないのは、動物も植物も同じです。

その後も、困難な時期を迎えるたびに新たな寄生植物が誕生していきました。

(※寄生植物は独立して12~13回誕生したと考えられています)

寄生植物の宿主に対する依存度は種によって大きく違っており、少しばかり栄養を盗んであとは自力で光合成するものから、全ての栄養を宿主に依存しきる完全寄生(ホロ寄生)までさまざまとなっています。

一般的な寄生植物の栄養窃盗法は、吸器と呼ばれる細い突起を宿主の体内に刺し込む方法です。

他人の買ったシェイクにストローを刺し込んで、勝手に吸い込む方法と言えるでしょう。

しかしバラノフォラと呼ばれる寄生植物のグループでは、非常に奇妙な窃盗法を用います。

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Credit:基礎生物学研究所

バラノフォラは宿主の根を自らの体内に引き込み、上の図のような、宿主の細胞と自分の細胞が入り混じったキメラ体(塊茎)を作り上げます。

キメラ体を輪切りにすると、宿主の根がバラノフォラの細胞と混在しており、宿主植物の維管束系を誘導していることも確認されています。

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Credit:基礎生物学研究所

この巨大なキメラ体(塊茎)は「食糧庫」として機能しており、バラノフォラはこのキメラ体(塊茎)から栄養を吸い取って食べているのです。

この場合、再びシェイクで例えるならば、バラノフォラは他人のシェイクに「ちょっと頂戴」と厚かましくストローを刺し込むのではなく、「お前のものは俺のもの」とまるでジャイアンのように他人の買ったシェイクを容器ごとまるまる奪っている状態と言えるでしょう。

どちらにしてもシェイク(栄養素)が吸われていることに変わりはありませんが、バラノフォラの方法は宿主の細胞を使って自分の肉体の一部を作らせているという点で、より寄生レベルが進行した状態だと言えるでしょう。

しかし寄生生物の定めとして、寄生レベルが高くなればなるほど、自らの体のパーツや遺伝子を失っていくことが知られています。

たとえばクラゲなどに寄生する寄生動物ヘネグヤ・サルミニコラはかつて複雑な機能を持つ動物でしたが、長きに渡る寄生生活によりあらゆる体の部位を失ってしまいました。

さらにそれだけでなく、多細胞生物であることすらやめて単細胞生物に逆進化している最中と考えられています。

単細胞へ”逆進化”中!?「呼吸しない」多細胞動物が初めて報告される

またヘネグヤ・サルミニコラの「喪失」は細胞内部にも及び、ミトコンドリアを失って酸素呼吸ですら宿主に依存するようになってしまいました。

そして私たちの細胞内部にあるミトコンドリアや葉緑体は寄生の果てに、単細胞生物として必要だったあらゆる機能をパージし、ついに生物を辞めてしまいました。

生き残るために選んだ寄生の究極の姿が、生命をやめることだというのは皮肉と言えるでしょう。

次ページバラノフォラでは記録的な遺伝子喪失が起きている

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