
รากเบียน (haustoria) วิวัฒนาการขึ้นมาได้อย่างไร?
สมมติฐานหนึ่งคือรากสะสมการกลาย (mutation) จนกระทั่งกลายเป็นรากเบียนขึ้นมา ในขณะที่อีกสมมติฐานนั้นเกิดจาการเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิตอื่นจนทำให้เกิดรากเบียนขึ้น โดยเมื่อเกิดรากเบียนขึ้นแล้วพืชนั้นๆมีความสามารถในการอยู่รอดและสืบพันธุ์ได้ดีขึ้น หรือมีฟิตเนส (fitness) สูงขึ้น ทำให้การมีรากเบียนกลายเป็นลักษณะที่ถูกคัดเลือกไว้
สาเหตุของการมีรากเบียนคืออะไร?
ทฤษฎีหนึ่งกล่าวว่าการมีรากเบียนช่วยให้อยู่รอดในที่มีสารอาหารขาดแคลนได้ดีกว่าพืชที่ไม่รากเบียน แต่การค้นพบพืชปรสิตทั้งหลายไม่สอดคล้องกับทฤษฎีดังกล่าว เพราะการกระจายของพืชปรสิตพบได้ทั้งในพื้นที่มีสารอาหารอุดมสมบูรณ์ พอๆกับพื้นที่ที่ขาดแคลนสารอาหาร
ในโมเดลที่อธิบายว่ารากเบียนเกิดจากการได้มาซึ่งสารพันธุกรรมใหม่จากสิ่งมีชีวิตอื่นจึงเป็นอีกสาเหตุหนึ่งที่เป็นไปได้ที่ทำให้พืชปรสิตมีรากเบียนเกิดขึ้น
พิสูจน์สมมติฐานว่ารากเบียนเกิดจากเชื้อโรค
ในสมมติฐานนี้ นักวิทยาศาสตร์สร้างแบบจำลองขึ้นมาจากกรณีที่มีเชื้อโรค (pathogen mode) นำเอาพันธุกรรมที่ทำให้เกิดรากเบียนมาสู่พืช และการอยู่ร่วมกัน (mutualism) เกิดขึ้นเพราะต่างได้ประโยชน์ร่วมกัน มีการถ่ายทอด (transmission) ของจุลชีพที่ทำให้เกิดรากเบียนไปสู่พืชรุ่นต่อไป
โครงการจีโนมพืชปรสิต
ความก้าวหน้าทางด้านเทคโนโลยีจีโนม และพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุลช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเปรียบเทียบจีโนมของพืชปรสิตกับจุลชีพที่อาจเป็นที่มาของการมีรากเบียนได้
เทคนิคในห้องปฏิบัติการ
การศึกษารากเบียนอาจเป็นเรื่องยาก เพราะขึ้นอยู่กับการสร้างรากเบียนในพืชเจ้าบ้าน (host) การใช้โปรตีนเรืองแสงใส่เข้าไปในแคลลัสของพืชปรสิต ก่อนนำไปเบียนกับพืชเจ้าบ้านเป็นอีกเทคหนึ่งที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อศึกษารากเบียนในเรื่องต่างๆได้ ไม่ว่าจะเป็นเรื่องวิวัฒนาการ การรู้จำกันระหว่างพืชปรสิตกับพืชเจ้าบ้านเป็นต้น
ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง:
- Atsatt, P.R. (1987) Evolution of parasitic plants: are haustoria modified tumors? Parasitic weeds in agriculture. CRC Press p. 127-141.
- Atsatt, P.R. (1973), Parasitic flowering plants: how did they evovle? The American Naturalist 107(956): 502-510
- Westwood, J.H., et. al. (2010), The evolution of parasitism in plants. Trends in Plant Science 15(4): 227-235.
- Fernandez-Aparicio, M. et. al. (2011), Transformation and regeneration of the holoparasitic plant Phelipanche aegyptiaca. Plant Methods. 7: 36