Проект Доцент Кендзи Суэцугу (Высшая школа науки Университета Кобе) обнаружил новый вид растений на субтропическом японском острове Курошима (расположенном у южного побережья Кюсю в префектуре Кагосима) и назвал его Gastrodia kuroshimensis. Это исследование было опубликовано 14 октября в Phytotaxa.
Нефотосинтезирующие микоризные растения, или микогетеротрофные растения, уже давно привлекают внимание ботаников и микологов. Однако общей чертой большинства микогетеротрофных растений является их крайняя малочисленность и небольшие размеры. Кроме того, большинство видов обитает в темном подлеске лесов и обнаруживается только в период цветения и плодоношения, когда надземные органы просвечивают сквозь лиственный опад. Таким образом, у нас все еще мало знаний о точной таксономии микогетеротрофной группы.
Профессор Суэцугу занимается документированием распространения и классификации микогетеротрофных растений в Японии. В апреле 2016 года во время своей исследовательской поездки в низинных лесах Курошимы он наткнулся примерно на сотню особей незнакомого микогетеротрофного вида. Он собрал образец, провел детальное изучение морфологических характеристик растения и обнаружил, что это действительно новый вид.
Описание нового вида цветковых растений в Японии само по себе является очень редким событием, поскольку флора этого региона была тщательно исследована. Однако G. kuroshimensis был особенно особенным открытием, потому что он одновременно полностью микогетерофен, получая питание не за счет фотосинтеза, а за счет грибов-хозяев, и полностью клейстогамен, производя цветы, которые никогда не цветут.
Клейстогамия, буквально означающая «закрытый брак», относится к растениям, которые производят цветы, в которых самооплодотворение происходит в закрытых бутонах. Этот механизм размножения интересовал ботаников со времен Дарвина, и теперь он признан важным механизмом самоопыления, который встречается у самых разных таксонов растений. Однако большинство клейстогамных видов также дают хазмогамные (перекрестноопыляющиеся) цветы. Клистогамные цветы считаются стратегией хеджирования, поскольку они требуют меньше ресурсов, чем хазмогамные цветы, и поскольку они могут обеспечить репродуктивную гарантию, закладывая семена в отсутствие опылителей и в неблагоприятных условиях окружающей среды. Кроме того, клейстогамные цветы также могут способствовать адаптации к местной среде обитания, поскольку оба материнских набора генов могут передаваться потомству, удаляя вредные аллели (варианты генов, которые обычно вредны). Однако это несколько рискованная стратегия, поскольку потомство также менее способно адаптироваться к изменениям в пространственно и во времени неоднородных средах обитания.
Таким образом, эволюция полной клейстогамии является своего рода загадкой. Хазмогамные цветки являются важным фактором успеха большинства растений, поскольку даже небольшая степень ауткроссинга может привести к относительно быстрому снижению неравновесия по сцеплению в геноме и достаточна для преодоления негативных эффектов, связанных с отсутствием эффективной рекомбинации, таких как как накопление вредных мутаций и замедление скорости адаптации. Таким образом, открытие G. kuroshimensis дает полезную возможность для дальнейшего изучения экологического значения, эволюционной истории и генетических механизмов, лежащих в основе эволюции полной клейстогамии.