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【全异养植物2】寄生性红藻:演化的如同病毒一般的植物

只看楼主收藏回复

本期文章讲的是神奇的全寄生红藻,是的!红藻也有寄生性的。而且他们的寄生方式相对于其他寄生性真核生物,是相当的炸裂且独一无二。寄生性红藻既不是直接取食宿主的细胞与组织,也不是直接钻入宿主细胞内取食营养物质进行分裂繁殖,更不是进入宿主的消化道以及筛管等消化/营养运输器官窃取营养物质。相比之下,他们的行为更像是某些病毒!?



其实本期帖子是对上期贴子的补漏修正
上期贴子 不光合作用植物大盘点!盘点每一次独立起源以及全异养植物所有属
原本是想要盘点寄生植物的每一次独立起源……但后面发现有很多问题。甚至漏了寄生性的红藻这个庞大的类群。 当时完全不知道他们的存在……
经过经过深入了解,我发现寄生性红藻居然非常的炸裂且有趣,特发此贴分享分享
但是本贴赶的仓促,出的错可能会比以往多,欢迎各位指正!
有些比如说杉藻目Gigartinales的寄生性种类也没查到 当然当然了,如果之后查到了或者发现什么问题的话,会补充在楼下的
如图为我目前整理的全异养红藻类系统发生树。这个树里排除了所有的自养与半异养红藻,只显示全异养的红藻。只是单独拉出来罢了。他们是无法构成单系群的,他们其实是镶嵌在诸多自养红藻类当中的,是多次独立起源趋同演化的结果。寄生性红藻至少独立起源了14次。有上百种。(如图点进去查看清晰的)和上期贴的一样,后面写的说明了他是什么样的全异养植物。α指的是该属所有物种均为全异养,β指的是该局并非所有物种均为全异养,还拥有半寄生甚至自养的物种。
那些直接取食宿主身体与组织的寄生性真核生物,可以分为两大类。
一类是像疟原虫与弓形虫之类的顶复类那样(如图),钻进宿主细胞内取食营养物质并分裂繁殖。
又或者是像各类寄生蜂与寄生蝇的幼虫那样在宿主体内吞食其血肉,也就是直接吞食细胞
如图为寄生在松鼠身上的狂蝇幼虫
(虽然说有很多寄生昆虫的寄生蜂与寄生蜂类其实都不算寄生生物而算拟寄生生物,但那其实差不多,而且并没有非常明确的界限)
至于那些不直接取食宿主身体组织的,比如像蛔虫那样取食宿主消化道营养物质,像杜鹃鸟那样的巢寄生生物,取食宿主育儿的食物,
大多数的寄生植物都是盗取宿主维管束运输的营养

然而寄生性红藻与他们都不同!
当一个寄生性红藻的果孢子落到宿主上时,他就会萌发。然后分裂出一个小的细胞。
接下来很不可思议的是,他将这个小的细胞与宿主细胞融合了!
并将细胞核与部分细胞质细胞器一起同注入进宿主细胞内
这生成了一个异核细胞(Heterokaryon)
如图A:正常红藻的细胞分,B:寄生性红枣入侵宿主细胞的途径

既然合体了,那么你就是我,我就是你
而细胞分裂又融合时所留下的次级坑连接(secondary pit connection)就成了运输管道,可以将已经被夺舍了的宿主细胞中的营养物质运输到自己的细胞内。(他们还可以通过宿主的次级坑链接去感染更多细胞)
又或者像进入宿主体内那样如法炮制去夺舍更多的细胞
而寄生性红藻的两大类,近缘寄生红藻(adelphoparasite)与 远缘寄生红藻(alloparasite)
接下来采取的策略就不同了
如上图:
A是近缘寄生红藻,B是远源寄生红藻。
近缘寄生红藻如其名,是近缘寄生演化而来。专门寄生他的亲戚红藻。他会使异核细胞分裂增殖并形成瘤状组织。
远缘寄生红藻通常寄生与其关系较远的其他红藻,有些最初是附生于红藻上,然后附生转寄生
而还有一些可能是近缘寄生红藻演化而来的。
他们会把宿主细胞内的营养物质抽出来,供自己细胞分裂繁殖,并且去感染更多细胞。
寄生性红藻的起源可能都经历了生活史截断
(剩下来的楼下一点点发。不定时更新,更完为止)


IP属地:上海来自Android客户端1楼2025-02-22 16:59回复
    他们这直接将遗传物质与细胞器注入宿主细胞内进行分裂繁殖的行为更像是某些病毒!
    很多巨病毒,进入宿主体内后,他们会建立一个“病毒工厂”,从一头吸入细胞质等原料,另一头产生病毒。而诸如乳头瘤病毒之类的病毒也会像许多近缘寄生红藻一样引起宿主细胞异常增殖……
    图二,一类近缘寄生红藻哈维寄生藻属Harveyella的物种在宿主身体表面形成的异核细胞肿瘤。图三,左为正常的宿主细胞,右为异核细胞

    寄生性红藻对宿主有很高的依赖性,并且很多细胞器都已经高度废弃简化。 假如…我说假如啊,他们继续往这条路线上演化下去,演化的丢失掉所有的细胞器,甚至只剩一个细胞核,通过产生大量的数量来提高感染率……那不就成病毒了吗?!
    诸如巨病毒之类的核质病毒就是由细胞生物演化而来的,而他们很可能就是生存与真核生物关系最近的一类生物,而他们会不会就是真核生物演化而来的?!(狂想)




    IP属地:上海来自Android客户端2楼2025-02-22 17:00
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      2025-08-05 16:38:29
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      全寄生红藻的叶绿体高度退化,完全丧失了光合作用能力。但仍保留部分功能(如氨基酸代谢)。
      他们的核基因组与细胞器也高度简化,甚至有些属种连线粒体也丢失了部分功能
      几乎全靠宿主的细胞器与叶绿体维持
      但是他们仍然携带着线粒体与已经失去光合能力的叶绿体


      IP属地:上海来自Android客户端3楼2025-02-22 17:01
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        红藻当中很可能还存在非寄生性的全寄养种类🤔
        据说红线藻属Rhodochorton有的生活在诸如深海溶洞等地的深海溶洞种,完全没有光合作用能力;有可能是依靠共生细菌进行化能合成?
        反正我没查到原论文……页面404了


        IP属地:上海来自Android客户端4楼2025-02-22 17:04
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          好像没什么可写的了,那接下来就是关于寄生性红藻的独立演化次数与分类了
          系统发生树1楼发了


          IP属地:上海来自Android客户端5楼2025-02-22 17:04
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            气泡红藻属Rhodophysema
            属于紫红藻目Palmariales
            是近缘寄生红藻。部分物种为全寄生(全异养)



            IP属地:上海来自Android客户端6楼2025-02-22 17:05
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              科沃藻属Kvaleya
              该属属于珊瑚藻目Corallinales珊瑚藻科,为近缘寄生红藻。只有一个物种,全异养
              寄主是其它珊瑚藻,生活于北极水域
              (没找到图片,原论文也404😡)



              IP属地:上海来自Android客户端7楼2025-02-22 17:05
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                舞线藻属Choreonema
                他寄生其他珊瑚藻类的钙化藻体,硬的像石头一样都能寄进去
                全部物种均为全寄生,近缘寄生



                IP属地:上海来自Android客户端8楼2025-02-22 17:07
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                  2025-08-05 16:32:29
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                  杉藻目Gigartinales也有全寄生的红藻,但是我没查到,查到了再补到楼下去吧


                  IP属地:上海来自Android客户端10楼2025-02-22 17:09
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                    海红头寄生属Plocamiocolax
                    属于海头红目Plocamiales,近缘寄生,部分物种为全寄生
                    此外这GIF是假的,不会动


                    IP属地:上海来自Android客户端11楼2025-02-22 17:10
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                      前火炬藻属Predaea
                      属于滑线藻目Nemastomatales
                      该属绝大多数物种都是自养的
                      少数如Predaea feldmannii为全寄生,是近缘寄生


                      IP属地:上海来自Android客户端12楼2025-02-22 17:10
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                        胶寄生属Gloiocolax
                        属于红皮藻目Rhodymeniales,是近缘寄生,寄生红皮藻属
                        没找到图片

                        红皮藻目Rhodymeniales也有寄生性的红藻,但是哪种我没查到,查到后会发到楼下的


                        IP属地:上海来自Android客户端13楼2025-02-22 17:11
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                          江蓠寄生属Gelidiocolax
                          属于江蓠目Gracilariales,为近缘寄生。宿主是江蓠属,全部物种为全寄生。
                          还有龙须菜属也是江蓠目的



                          IP属地:上海来自Android客户端14楼2025-02-22 17:12
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                            龙须菜属Gracilariopsis
                            该属绝大多数物种为正常自养,极少数为异养
                            比如说拟龙须菜Gracilariopsis oryzoides就是全寄生物种
                            (如图中黑色箭头指出的两个黄色小痘)


                            IP属地:上海来自Android客户端15楼2025-02-22 17:13
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                              2025-08-05 16:26:29
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                              接下来的全寄生红藻都属于仙菜目Ceramiales
                              该目当中的全寄生红藻独立起源次数最多,物种数也最多
                              该目的寄生性红藻都属于红叶藻科Delesseriaceae与松节藻科Rhodomelaceae


                              IP属地:上海来自Android客户端16楼2025-02-22 17:13
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