大王花。圖片取自維基百科
雖然大家提到葉綠體（chloroplast，為色素體plastid的一種），都馬上想到光合作用（photosynthesis），但是葉綠體其實還有其他的功能，例如氮同化（assimilation，氮的吸收）就是在葉綠體裡面進行的。
這個現象，在所謂的「絕對寄生植物」（如大王花Rafflesia）中特別明顯。過去的研究就發現，大王花好像沒有葉綠體。雖然他們在大王花裡面發現了類似葉綠體的構造，但是卻抽不出DNA來。
但是，我們前面也提到，葉綠體並不是只會進行光合作用；那麼，如果寄生植物的葉綠體出現嚴重退化，會發生什麼事呢？植物又如何因應？
為了回答這些問題，有研究團隊分析了多種寄生植物與它們的對應自營物種。
研究團隊主要觀察的是葉綠體與粒線體裡面的轉移RNA（tRNA）以及tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA合成酶，aaRS）。
tRNA是轉譯作用（translation）的重要成員。它負責攜帶胺基酸到正在合成的蛋白質鏈上，讓蛋白質鏈可以對應遺傳密碼、加上新的胺基酸。使用過的tRNA會被回收，由對應的tRNA合成酶加上正確的胺基酸，再投入蛋白質合成的行列。
綠色植物因為要進行光合作用，所以需要合成大量的蛋白質。光是光系統II的D1蛋白，平均每30分鐘就因為重複氧化而不堪使用、必需更換。所以白天的時候，在綠色植物中，葉綠體內部不斷地在進行轉譯作用。
一般來說，綠色植物中有三套tRNA，一套是細胞核自用，一套是粒線體自用，另一套是葉綠體自用（粒線體的那套可能不是很完整，會跟葉綠體或細胞核借用）。不過，負責幫tRNA「充電」（加上胺基酸）的tRNA合成酶，雖然也有兩套，但是這兩套tRNA合成酶的基因，都存在於細胞核中。其中一套定位到細胞質，另一套則是定位到粒線體與葉綠體中，可以簡稱為「胞器tRNA合成酶」。
研究團隊發現，喪失光合作用的寄生植物會大量失去胞器tRNA合成酶的基因。這個現象，尤其在像大王花這種絕對寄生植物最明顯。但是，有些寄生植物還是保留了葉綠體（畢竟還有其他的用處啊）。面對胞器tRNA合成酶基因的喪失，這些寄生植物該怎麼辦呢？
他們發現，這些寄生植物竟然用起細胞質版本的tRNA合成酶了！而且，不只是葉綠體用，粒線體也用，畢竟粒線體也需要蛋白質嘛。而且，粒線體在這方面顯得比葉綠體更靈活；它們比葉綠體更能玩「草船借箭」的遊戲，借用更多的細胞質版本tRNA合成酶來達成它的任務。
或許就是因為這樣，所以研究團隊發現，在葉綠體中，如果葉綠體的tRNA基因不見了，那麼相對應的胞器tRNA合成酶基因通常也找不到；但是粒線體的就不一定了。
更有趣的是，他們還觀察到一些奇怪的事情：
在盾片蛇菰（Rhopalocnemis phalloides）中，三個胞器tRNA合成酶基因保留了下來（SerRS、PheRS和GlnRS），但相對應的粒線體tRNA基因卻不見了。
另外，大花草科（Rafflesiaceae）的物種保留了少數的粒線體tRNA基因，但失去了大多數對應的胞器tRNA合成酶基因。
這樣的現象有點難以理解，或許這些植物還沒來得及把「垃圾」丟光？或許這些基因有其他的用途？這些都要等後續的研究才能確定了。
所以，在寄生植物中，光合作用的喪失導致葉綠體的退化，而這個也造成葉綠體轉譯成員的喪失。但是，由於葉綠體擔負的其他角色，使得在部分的寄生植物中，它們轉而跟細胞核借東西--使用細胞質版本的tRNA合成酶。
當然，寄生的生活形態也影響到粒線體。由於許多養分不再需要粒線體供應，所以粒線體的tRNA基因也出現退化。但由於植物的粒線體原本就比較有「彈性」，所以不論是tRNA的基因、或是tRNA合成酶的基因，粒線體都可以靠著「沿門托缽」來得到它需要的各種「零件」。
所以，寄生植物不只是「偷」別人（宿主）的養分，也「偷」別人（自己的其他胞器）的零件來用！
參考文獻：
DeTar, R. A., Chustecki, J. M., Martinez-Hottovy, A., Ceriotti, L. F., Broz, A. K., Lou, X., Sanchez-Puerta, M. V., Elowsky, C., Christensen, A. C., & Sloan, D. B. (2024). Photosynthetic demands on translational machinery drive retention of redundant tRNA metabolism in plant organelles. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121(52), e2421485121. https://doi.org/10.1073/pnas.2421485121
