Utricularia gibba - Utricularia gibba
| Utricularia gibba | |
|---|---|
|
|
Vědecká klasifikace 
|
|
| Království: | Plantae |
| Clade : | Tracheofyty |
| Clade : | Krytosemenné rostliny |
| Clade : | Eudicots |
| Clade : | Asteridy |
| Objednat: | Lamiales |
| Rodina: | Lentibulariaceae |
| Rod: | Utricularia |
| Podrod: | Utricularia subg. Utricularia |
| Sekce: | Utricularia sect. Utricularia |
| Druh: |
U. gibba
|
| Binomické jméno | |
|
Utricularia gibba |
|
| Synonyma | |
|
Utricularia exoleta R. Br. |
|
Utricularia gibba , běžně známý jako hrbolatý nebo plovoucí měchýř , je malý, matující druh masožravého vodního měchýře . Nachází se na všech kontinentech kromě Antarktidy.
U. gibba má pro rostlinu výjimečně malý genom , přestože má typický počet genů . Sekvenování jeho DNA odhalilo pouze 3% nekódujícího materiálu.
Popis
Utricularia gibba je vodní masožravá rostlina, která patří do rodu Utricularia neboli měchýře. Specifický Epiteton gibba je latina pro „hrb“ nebo „bobtnání“ - odkaz na nafouknutého základně spodní okraj koruny . Jedná se o malou až středně velkou vodní rostlinu, kterou lze na substrát připevnit v mělké vodě nebo volně plovoucí ve vodním sloupci, pravděpodobně však bude kvést více, pokud bude podložena substrátem pod mělkou vodou. Tvoří rohože křižující se, rozvětvující se, nitkovité stolony , každá dorůstající do přibližně 20 cm dlouhé nebo delší a silné 0,2–1 mm. To, co se někdy popisuje jako listy nebo listové orgány - skutečné rozlišení je obtížné ve snížené morfologii - je mnoho a je roztroušeno po délce stolonů a je 0,5–1,5 cm (0,2–0,6 palce) dlouhé s velmi krátkým dichotomem větvící se vzor ke špičce kdekoli od jedné do osmi větví, obvykle však ne více než čtyři. Pasti močového měchýře nahrazují některé z těchto distálních větví na listových strukturách. Pasti jsou vejčité a ke listové struktuře jsou připevněny krátkou stopkou; každá past je dlouhá 1–2,5 mm a má nahoře dvě primární setiformní rozvětvené přílohy a některé menší přílohy obklopují vchod do pasti. Přídavky jsou spouštěč, který nastražuje past a vysává kořist, která se jí dotkla, do močového měchýře, který má být tráven.
Květenství je vzpřímené a obvykle vychází z vody na výšku asi 20 cm (8 palců), i když v některých případech mohou být ponořeny a vytvářet kleistogamní květiny. Květenství může produkovat kdekoli od jedné do dvanácti květů, ale je neobvyklé vidět něco jiného než dvě až šest květů na květenství. Jednotlivé květy jsou žluté, často s červenohnědými nervy a jsou rozděleny do dvou rtů: horní ret je téměř kruhový a slabě rozdělený do tří laloků, zatímco spodní ret je o něco menší, také kruhový a má zaoblený, bilobedový otok střed. Podnět je úzce kuželovitý nebo válcovitý a křivky se pod květiny, které se liší v délce od být jen kratší, než se výrazně delší než spodní ret. Utricularia gibba bude kvést po celý rok, kdykoli budou příznivé podmínky. Květy, konkrétně koruna, se liší velikostí ve velkém rozšíření tohoto druhu od 0,8 do 1,5 cm (0,3 až 0,6 palce).
Počet diploidních chromozomů pro U. gibba je 2n = 28.
Utricularia gibba je uvedena jako plevel na novozélandské národní dohodě o škůdcích .
Rozšíření a stanoviště
Utricularia gibba má obrovské zeměpisné rozpětí a přirozeně se vyskytuje ve Spojených státech (všechny státy kromě Aljašky a států se skalnatými horami), Kanadě, Střední a Jižní Americe, Španělsku, Izraeli, většině Afriky, většině Asie, včetně Číny a Japonska, Nové Guinea , Austrálie a Tasmánie a severní ostrov Nového Zélandu. Roste v rybnících a jezerech nebo v mělké vodě v příkopech, bazénech, bažinách, bažinách a močálech, které mohou být stále nebo pomalu tekoucí. Někdy ho lze najít roste v hluboké vodě, ale nebude kvést, pokud květenství není podporováno v blízkosti povrchu živou nebo mrtvou vegetací. Vody, ve kterých roste, jsou obvykle chudé na dostupný fosfor a dusík . Splňuje své požadavky na živiny zachycením a trávením malé vodní kořisti - obvykle malých bezobratlých - ve strukturách močového měchýře. Utricularia gibba se obvykle vyskytuje roste v nižších nadmořských výškách, ale lze nalézt až 2 500 m (8 200 ft).
Genetická účinnost
V roce 2013 se genom z U. gibba byl sekvenován. Při pouhých 82 megabázích je genom pro mnohobuněčnou rostlinu výjimečně malý. Navzdory své velikosti genom pojme 28 500 genů - více než rostliny s mnohem většími genomy. Hlavním rozdílem mezi jinými rostlinnými genomy a genomy U. gibba je drastické snížení nekódující DNA . Pouze 3% DNA rostliny nejsou součástí genu nebo materiálu, který tyto geny řídí, na rozdíl od lidské DNA, která 98,5% nekóduje. Retrotranspozony , které jsou hlavní složkou DNA většiny kvetoucích rostlin, tvoří jen 2,5% z U. gibba " DNA je. Objev zpochybňuje myšlenku, že opakující se nekódující DNA, známá jako nezdravá DNA, je pro život nezbytná. „Přinejmenším pro rostlinu je odpadní DNA ve skutečnosti jen odpad - není to nutné,“ prohlašuje spoluautor studie Victor Albert. T. Ryan Gregory, který studuje vývoj velikostí genomu, uvedl: „Studie dále zpochybňuje zjednodušující popis biologie genomu, který předpokládá funkce pro většinu nebo všechny sekvence DNA, aniž by se zabýval enormní variabilitou velikosti genomu mezi rostlinami a zvířaty.“
Utricularia gibba a rajče se oddělily od společného předka přibližně před 87 miliony let. Od té doby došlo u obou rostlin k epizodám duplikace celého genomu (WGD), při nichž se obsah DNA rostlin zdvojnásobil. Utricularia gibba zažila nejméně tři cykly zvětšování genomu. Od té doby ztratil na rozdíl od rajčete většinu nepotřebné DNA a nyní má genom jen o desetinu delší než rajčata.
Ve srovnání s Arabidopsis je intronů Utricularia gibba o něco méně na gen a konzervované cis -působící prvky jeho promotorů jsou komprimovány. Nejkritičtější geny se vrátily do stavu jedné kopie. Zdá se však, že mitochondriální a plastidové genomy U. gibba nejsou ve srovnání s jinými krytosemennými rostlinami komprimovány. Předpokládá se, že ke kompresi jeho jaderné DNA došlo jak prostřednictvím četných mikrodelecí, tak prostřednictvím některých rozsáhlých rekombinantních delecí. Předpokládá se, že „nedbalý“ rekombinační proces způsobil, že nepoužitý materiál bude v průběhu času odstraněn. Má se za to, že přítomnost mnoha sekvencí bohatých na GC v celém jaderném genomu U. gibba vytvořila molekulární mechanickou odchylku ve prospěch delecí, ale to nevylučuje přítomnost selekčního tlaku k zachování těchto delecí.
Bylo navrženo, že selekční tlaky ve prospěch zachování energie nebo zachování fosforu jsou účinné při snižování velikosti jaderného genomu U. gibba . Tvorba pasti je v U. gibba indukována nízkým obsahem fosforu, ale nikoli nízkým obsahem dusíku, což naznačuje, že dostupnost fosforu je v jeho prostředí omezenější. Již dříve bylo navrženo, že zvýšená rychlost mutací v důsledku vyšší expozice mutagenům v prostředí může zvýšit přirozený výběr pro ztrátu nepotřebné DNA, ale nebyl nalezen žádný důkaz pro relativní mutační rozmanitost U. gibba a Arabidopsis .
Je možné, že události duplikace genomu a prostředí s nízkým obsahem fosforu jednaly ve vzájemné shodě: že všechny tři duplikace genomu, ke kterým došlo v U. gibba, umožnily selektivní tlak prostředí chudého na fosfor ke snížení celkové DNA bez delece důležitých geny.
Pěstování
Utricularia gibba má pověst jednoho z nejsnadnějších vodních měchýřů k růstu, který je často v kultivaci popisován jako plevel. Ve své knize 1998 Savage Garden: kultivaci masožravých rostlin , Peter D'Amato upozornit, že úspěšné pěstování by mohlo být dosaženo s U. gibba plovoucí v malém šálku nebo misky, do podmáčené rašeliny , nebo dokonce mezi vodou naplněných zásobníků jiných rostlin . Může se také snadno pěstovat v akváriích.