Utricularia gibba , широко известная как горбатая пузырчатка или плавающая пузырчатка , представляет собой небольшой, образующий циновки вид плотоядной водной пузырчатки . [3] [2] Встречается на всех континентах, кроме Антарктиды.
U. gibba имеет исключительно маленький геном для растения, несмотря на типичное количество генов . Секвенирование его ДНК выявило только 3% повторяющегося материала ДНК. [4]
Utricularia gibba — водное плотоядное растение , принадлежащее к роду Utricularia , или пузырчатки. Видовой эпитет gibba на латыни означает «горб» или «опухоль» — отсылка к раздутому основанию нижней губы венчика . [ 5] Это небольшое или среднее водное растение, которое может быть прикреплено к субстрату на мелководье или свободно плавать в толще воды, однако оно, скорее всего, будет цвести больше, если его будет поддерживать субстрат под мелководьем. Оно образует коврики из перекрещивающихся, ветвящихся, нитевидных столонов , каждый из которых вырастает примерно до 20 см (8 дюймов) или длиннее и толщиной 0,2–1 мм. То, что иногда описывается как листья или листоподобные органы — фактическое различие трудно в редуцированной морфологии — многочисленно и разбросано по длине столонов и имеет длину 0,5–1,5 см (0,2–0,6 дюйма) с очень коротким дихотомическим ветвящимся рисунком к кончику от одной до восьми ветвей, но обычно не более четырех. Пузыристые ловушки занимают место некоторых из этих дистальных ветвей на листоподобных структурах. Ловушки имеют яйцевидную форму и прикреплены к листоподобной структуре коротким стеблем; каждая ловушка имеет длину 1–2,5 мм и имеет два первичных щетинковидных разветвленных придатка наверху и несколько более мелких придатков, окружающих вход в ловушку. Придатки являются спусковым крючком, который приводит ловушку в действие и всасывает добычу, которая коснулась ее, в пузырь для переваривания. [6]
Соцветия прямостоячие и обычно выступают из воды примерно на 20 см (8 дюймов) в высоту, хотя в некоторых случаях они могут быть погружены в воду и производить клейстогамные цветы. Соцветия могут производить от одного до двенадцати цветков, но редко можно увидеть что-либо, кроме двух-шести цветков на соцветие. Отдельные цветки желтые, часто с красновато-коричневыми жилками, и разделены на две губы: верхняя губа почти круглая и слабо разделена на три доли, в то время как нижняя губа немного меньше, также круглая, и имеет округлую, двулопастную припухлость в центре. Шпорец узкоконический или цилиндрический и изгибается вниз под цветком, варьируясь по длине от немного короче, чем нижняя губа, до заметно длиннее, чем нижняя губа. Utricularia gibba будет цвести в течение всего года, когда условия благоприятны. [6] Цветки, особенно венчик, различаются по размеру в большом распространении этого вида от 0,8 до 1,5 см (0,3 до 0,6 дюйма). [7]
Диплоидное число хромосом у U. gibba составляет 2n = 28. [6]
Utricularia gibba имеет обширный географический ареал и является родным для восточной части Соединенных Штатов, юго-восточной Канады, Центральной Америки, Карибского бассейна, западного Средиземноморья, Южной Африки и южной Индии. [8] [9] Он считается инвазивным видом на Гавайях, в Австралии, Японии, Бразилии, Новой Зеландии, Сингапуре, Сербии, Венгрии и Великобритании. [8] [9] [10]
Он растет в прудах и озерах или на мелководье в канавах, прудах, болотах, топях и топях, которые могут быть неподвижными или медленно течь. Иногда его можно найти растущим в глубокой воде, но он не будет цвести, если соцветия не поддерживаются около поверхности живой или мертвой растительностью. [6] Воды, в которых он растет, обычно бедны доступным фосфором и азотом .
В 2013 году был секвенирован геном U. gibba . Геном размером всего 82 мегабазы исключительно мал для многоклеточного растения, а главное отличие геномов других растений от генома U. gibba заключается в резком сокращении некодирующей ДНК . [4] Это открытие ставит под сомнение идею о том, что повторяющаяся некодирующая ДНК, широко известная как мусорная ДНК, необходима для жизни. [11]
Utricularia gibba и томат отделились от общего предка примерно 87 миллионов лет назад. С тех пор оба растения пережили эпизоды дупликации всего генома (WGD), в ходе которых содержание ДНК растений удвоилось. [11] С тех пор он потерял большую часть ненужной ДНК, в отличие от томата, и теперь его геном составляет всего одну десятую длины генома томата. [11]
По сравнению с Arabidopsis , интроны Utricularia gibba несколько меньше по количеству на ген, а консервативные цис -действующие элементы его промоторов сжаты. [4] Большинство критических генов вернулись к статусу единственной копии. [4] Однако митохондриальные и пластидные геномы U. gibba , по-видимому, не сжаты по сравнению с геномами других покрытосеменных растений. [4] Считается, что сжатие его ядерной ДНК произошло как посредством многочисленных микроделеций, так и некоторых крупномасштабных рекомбинантных делеций. [4] Считается, что наличие многочисленных GC-богатых последовательностей по всему ядерному геному U. gibba создало молекулярно-механистический уклон в пользу делеций, но это не исключает наличия давления отбора для сохранения таких делеций. [4]
Образование ловушек индуцируется в U. gibba низким содержанием фосфора, но не низким содержанием азота, [4] что указывает на то, что доступность фосфора более ограничена в его среде. Ранее также предполагалось, что повышенная скорость мутаций из-за большего воздействия мутагенов окружающей среды могла бы усилить естественный отбор в сторону потери ненужной ДНК, но никаких доказательств этого не было найдено в относительном мутационном разнообразии U. gibba и Arabidopsis . [4]
Возможно, что события геномной дупликации и среда с низким содержанием фосфора действовали согласованно: три полные геномные дупликации, произошедшие у U. gibba, позволили селективному давлению среды с низким содержанием фосфора уменьшить общее количество ДНК без удаления важных генов. [12]
Utricularia gibba имеет репутацию одного из самых простых в выращивании водных пузырчаток, часто описываемых как сорняк при выращивании. В своей книге 1998 года « Дикий сад: выращивание плотоядных растений » Питер Д'Амато предположил, что успешное выращивание может быть достигнуто с помощью U. gibba, плавающей в небольшой чашке или миске, в заболоченном торфе или даже среди заполненных водой поддонов с другими растениями. Его также можно легко выращивать в аквариумах. [7] [13]