اگر به شما بگویند یک «گیاه» میتواند تقریباً تمام ابزارهای فتوسنتز را کنار بگذارد و با این حال نهتنها نابود نشود، بلکه در زیستگاههای دشوار هم دوام بیاورد، شاید در نگاه اول شبیه داستانهای علمیتخیلی به نظر برسد. اما جنس بالانوفورا (Balanophora) دقیقاً چنین مسیری را طی کرده است؛ گیاهی عجیب و قارچمانند که به جای ساختن انرژی از نور خورشید، راهی کوتاهتر و بیرحمانهتر انتخاب کرده: انگلیزیستن روی ریشه درختان.
وقتی یک گیاه، «تقریباً» از گیاهبودن دست میکشد
پژوهشگران با بررسی ژنوم پلاستیدی (پلاستوم) در هفت گونه از بالانوفورا نشان دادهاند که این گیاهان بخشهایی از ماده ژنتیکی خود را که معمولاً مسئول فتوسنتز است، به شدت کوچک کردهاند. پلاستیدها اندامکهایی در سلول گیاهیاند که از جمله در کلروپلاستها، چرخههای تبدیل نور به انرژی را مدیریت میکنند. اما در بالانوفورا، پلاستوم به یک نسخه کوچک و «مینیمال» فروکاسته شده است.
در حالی که در اغلب گیاهان خشکی پلاستوم معمولاً حدود ۱۲۰ تا ۱۷۰ هزار جفتباز (base pairs) دارد، پلاستوم بالانوفورا تنها حدود ۱۴ تا ۱۶ هزار جفتباز اندازه دارد؛ یعنی کاهش در مقیاسی نزدیک به یک مرتبه بزرگی. این مقدار کم، عملاً برای انجام فتوسنتز کافی نیست و بیشتر شبیه یک یادگار ژنتیکی از گذشتهای سبز و برگدار است.
انرژی از نور؟ نه؛ از ریشه درختان
بالانوفورا به جای اتکا به نور خورشید، مثل یک «مکنده» به ریشههای درختان متصل میشود و مواد مغذی را مستقیم میگیرد. ظاهر آن هم به طرز شگفتانگیزی شبیه قارچهاست؛ تودههایی گوشتی، اغلب بدون برگهای واضح و با ساختاری که بیشتر یادآور اندامهای بارده قارچی است تا یک گیاه معمولی.
با این حال یک تفاوت کلیدی وجود دارد: قارچهای میکوریزا (mycorrhizal) معمولاً با ریشه گیاهان رابطه همزیستی برقرار میکنند؛ یعنی در برابر دریافت قندها، به گیاه در جذب آب و مواد معدنی کمک میکنند. اما بالانوفورا چنین معاملهای ندارد. اینجا یک رابطه کاملاً انگلی است: دریافت حداکثری، بازگشت تقریباً صفر.
پترا سوتلیکوا، گیاهشناس مؤسسه علوم و فناوری اوکیناوا در ژاپن، این وضعیت را نمونهای قابلتوجه از سازگاری تکاملی توصیف میکند: «بالانوفورا بخش زیادی از ویژگیهای تعریفکننده گیاهبودن را از دست داده، اما به اندازهای حفظ کرده که بتواند به عنوان یک انگل کار کند.» این همان جایی است که زیستشناسی تکاملی، مرزهای تصور ما از «گیاه» را جابهجا میکند.
شباهت به قارچها؛ یک بازی تکاملی به نام همگرایی
بالانوفورا با وجود حذف فتوسنتز، هنوز گل و بذر تولید میکند؛ یعنی از نظر تولیدمثل، همچنان در قلمرو گیاهان گلدار قرار دارد. اما چرا تا این حد شبیه قارچ شده است؟ پاسخ در مفهومی به نام تکامل همگرا (convergent evolution) نهفته است؛ زمانی که دو گروه کاملاً نامرتبط، تحت فشارهای محیطی مشابه، به ویژگیهای ظاهری یا عملکردی شبیه به هم میرسند.
تیم پژوهشی نمونههایی از هفت گونه را از ۱۲ جمعیت در زیستگاههای صعبالعبور در تایوان و ژاپن گردآوری و کد ژنتیکی آنها را تحلیل کرد. نتیجه فقط کوچکشدن پلاستوم نبود؛ بلکه مشخص شد این پلاستوم کوچک هنوز «فعال» است، اما نه برای فتوسنتز. به بیان دیگر، بالانوفورا بخشی از ماشین پلاستیدی را برای فرآیندهای متابولیکی ضروری نگه داشته است؛ آنقدر که برای زندگی انگلی کفایت کند.
این یافته یک پیام مهم دارد: حذف فتوسنتز الزاماً به معنای خاموششدن کامل پلاستیدها نیست. برخی ژنها ممکن است برای مسیرهای زیستی دیگر (مثل ساخت برخی مولکولهای پایه یا تنظیمات سلولی) حیاتی باشند. بنابراین، بالانوفورا احتمالاً «ژن اضافی» زیادی ندارد و با یک بسته ژنتیکی فشرده، دقیقاً همان چیزی را نگه داشته که نیاز دارد.
جزایر، تنهایی، و یک راهحل: تولیدمثل غیرجنسی
پژوهشگران همچنین ردپایی از تاریخ تکاملی این کاهش ژنومی پیدا کردند: ظاهراً از دست رفتن عمده پلاستوم در یک نیای مشترک رخ داده، پیش از آنکه بالانوفورا به گونههای متعدد امروزی منشعب شود. پس از آن، جمعیتهایی که در جزایر جداافتاده قرار گرفتند، به سمت راهبردی دیگر حرکت کردند: تولیدمثل غیرجنسی.
در برخی گونهها، تولیدمثل غیرجنسی حتی به تنها گزینه تبدیل شده است. این موضوع در سیستمهای «انگلیِ اجباری» گیاهان چندان رایج نیست، اما از نظر بومشناسی منطقی به نظر میرسد: در جزایر، پیدا کردن جفت یا حتی یافتن زیستگاه مناسب میتواند دشوار باشد. تولیدمثل غیرجنسی میتواند شانس ایجاد یک جمعیت تازه را بالا ببرد؛ کافی است یک فرد به میزبان مناسب برسد.
پیام بزرگتر برای زیستشناسی و جستوجوی زندگی
زمین تنها جایی است که با قطعیت میدانیم زندگی در آن شکل گرفته؛ همین واقعیت، گاهی تصور «脆弱 بودن زندگی» را تقویت میکند. اما داستان بالانوفورا یادآوری میکند که زندگی، اگر فرصت پیدا کند، میتواند با راهکارهایی شگفتآور سازگار شود—حتی با حذف یکی از بنیادیترین سازوکارهای گیاهان، یعنی فتوسنتز.
از نگاه علمی، خانواده بالانوفوراسه میتواند به یک «مدل» ارزشمند برای بازسازی تغییرات تکاملی مرتبط با از دست رفتن فتوسنتز در گیاهان خشکی تبدیل شود؛ مدلی که به پژوهشگران کمک میکند بفهمند چه ژنهایی واقعاً ضروریاند، کدام مسیرها قابل جایگزینیاند، و چگونه انگلزیستی میتواند ژنوم را به سمت سادهسازی شدید سوق دهد. این نوع پژوهشها فقط درباره یک گیاه عجیب نیست؛ درباره قواعد انعطافپذیر حیات است.
