在台灣和日本大陸的高山長滿青苔的樹蔭下或沖繩的亞熱帶森林深處，奇特的生物悄然生長。乍一看，它看起來像蘑菇。其實它是一種植物，名叫 蛇頭藻屬並含有植物界已知的最小的花朵和種子。
與大多數植物不同 蛇頭藻屬 沒有葉綠素，無法進行光合作用。它也缺乏從土壤中汲水的傳統根系。但它的生存完全是靠附著在附近樹的根部並竊取所需的養分。一些動物和種群進一步發揮了這種特性，通過產生不受精的種子。這是植物中罕見的繁殖方式。
科學家發現了長期存在的神秘植物的秘密
姓 蛇頭藻屬 它因其類似橡子的外觀而得名（希臘語：balanos，橡子；橡子）。 Phoros，軸承）並困擾了幾代科學家。這是因為這種植物很稀有，並且僅限於日益受到人類活動威脅的特定棲息地。因此，大多數研究僅限於孤立的人群。
這正在改變神戶大學沖繩科學技術學院 (OIST) 的合作團隊。和台北大學進行了一項廣泛的調查 蛇頭藻屬 在分散和難以到達的棲息地他們的發現發表在 新植物學家追踪植物的進化史揭示了其內部結構如何適應寄生蟲的生活方式。並為未來研究這一不尋常的譜系打開了新的大門。
該研究的主要作者、OIST 科學與技術副教授 Petra Svetlikova 博士解釋道：“蛇頭藻屬 它已經失去了它作為植物的大部分特徵。但它保留了足夠的成分來充當寄生蟲。這是一個令人震驚的例子，說明奇怪的東西是如何從看起來像正常植物、具有正常葉子和根系的祖先進化而來的。 ”
收縮質體和不進行光合作用的生物體
當寄生植物變得更加依賴寄主植物時，它們通常會發生巨大的內部變化。一種常見的趨勢是質體的減少或損失。它是一種含有葉綠體的植物細胞器，使得大多數植物能夠進行光合作用。
雖然 蛇頭藻屬 研究人員發現它並沒有從宿主植物中去除任何質體。相反，這些結構被削減到最小的形式。另一方面，非寄生植物可能使用多達 200 個基因來製造和維持質體。 蛇頭藻屬 大約 20 種蛋白質仍然存在，但已大大減少。但仍有超過 700 種蛋白質從周圍細胞轉運而來。這些質體這表明它們繼續發揮重要功能。
OIST 細胞生物學和共生進化系主任 Filip Husnik 教授描述了這一發現的驚喜“ 蛇頭藻屬 令人驚訝的是，質體仍然參與許多不參與光合作用的化合物的生物合成。這意味著非光合作用植物中質體衰退的順序和時間與其他真核生物相似，例如引起瘧疾的寄生蟲。 瘧原蟲它起源於能夠進行光合作用的祖先”
在各個島嶼上形成的古老血統。
通過檢查來自不同人群的樣本。研究小組重建了蛇舌草的進化樹，並追踪了它在整個亞熱帶東亞的傳播情況。這種植物是家族中的植物。蛇菰科 它是已知最古老的寄生植物類群之一。
該科在大約一億年前的白堊紀中期開始多樣化，使其成為最早完全放棄光合作用的陸地植物之一。
無性繁殖和生存風險。
蛇頭藻屬它們的繁殖策略也同樣奇怪。其外觀和生活方式的繁殖方法在物種之間甚至種群之間都有很大差異。有些物種需要施肥才能產生種子。雖然有些物種無需受精即可繁殖。這是一個稱為兼性無配生殖的過程。在最嚴重的情況下，一些物種是無子生殖的。這意味著它們永遠不會有性繁殖。
“無受精結合在植物界很少見。這是因為它們通常有一些負面缺點，例如缺乏遺傳多樣性、不良突變的積累、對特定條件的依賴、更高的滅絕風險等，”Svetlikova 博士說。 “令人驚訝的是，我們發現 Agamospermus 被迫 蛇頭藻屬 所有物種都是島嶼物種——而且我們猜測的還不止這些。 蛇頭藻屬 物種可能是兼性或專性無子植物。 ”
這種繁殖方法的一個優點是，單個雌性植物可以在到達島嶼後建立新的種群。這種能力允許 蛇頭藻屬 為了快速擴散到狹窄的生態位，它更喜歡：黑暗、潮濕的森林，那裡幾乎沒有其他植物可以生存。
高度專業化工廠的未來脆弱
雖然它可以克隆自己 蛇頭藻屬 宿主的選擇性非常強 每個種群通常只寄生幾種樹種。這種專業化使工廠特別容易受到環境變化的影響。
Svetlikova博士強調了合作與保護的重要性。 “我們要感謝我們的合作者植物寄生專家 Huei-Jiun Su 博士和 Kenji Suetsugu 博士在對所研究的植物進行採樣方面提供的幫助。 蛇頭藻屬 以及沖繩當地政府允許我們研究這些特殊植物，”她說。 蛇頭藻屬 在沖繩受到保護但這些種群因未經授權的伐木和採集而面臨滅絕。我們希望在為時已晚之前盡可能多地了解這種令人驚嘆的古老植物。它提醒我們進化如何繼續給我們帶來驚喜。 ”
