Az örökzöld fagyöngy világszerte népszerű dísze a karácsonyi ünnepeknek, hiszen zöld leveleivel és fehér bogyóival esztétikus látványt nyújt, illetve számos hiedelem is kötődik hozzá, például hogy szerencsét hoz, elűzi a rosszat és harmóniát biztosít. A fagyöngy életformája ugyanakkor a valóságban korántsem nevezhető harmonikusnak vagy békésnek, hiszen egy félparazitáról van szó, amely fotoszintetizál ugyan, és így maga is termel cukrokat, de gyökereivel nem a földből, hanem a gazdanövény szárából szerzi be a tápanyagokat és a vizet.
A gazdanövénytől való függés azonban ennél is mélyebbre nyúlik a legújabb vizsgálatok eredményei szerint. Míg minden más többsejtű élőlény mitokondriumoknak nevezett sejtszervecskékre támaszkodik sejtjei energiával való ellátása (vagyis az ehhez szükséges energiatároló molekula, az ATP megtermelése) során, a fagyöngy nem így tesz: mitokondriuma alig termel üzemanyagot, és a működéséhez szükséges gének jelentős része is le van kapcsolva.
A fagyöngy ezen egyedi jellegére először 2015-ben találtak bizonyítékot. Elizabeth Skippington ekkor tette közzé eredményeit, amelyek a Viscum scurruloideum nevű fagyöngyfaj egészen aprócska mitokondriális genommal rendelkezik, amelyből hiányoznak a sejtlégzéshez szükséges kulcsfontosságú fehérjéket kódoló gének, amelyek az ATP termeléséhez kellenének. A felfedezés annyira döbbenetesnek tűnt, hogy többen azt gyanították, Skippington valamiféle hibát vétett, vagy azért nem találja ezeket a géneket, mert felismerhetetlenné váltak, esetleg átkerültek a sejtmagi genomba. Utóbbi nem tűnt képtelenségnek, hiszen a fagyöngy óriási sejtmagi genommal rendelkezik (24-szer akkorával, mint az ember), amit még mindig nem sikerült teljes egészében szekvenálni.
Az új információk mindenesetre nagy lendületet adtak a fagyönggyel kapcsolatos vizsgálatoknak, hiszen mindenkit érdekelt, hogy hogyan létezhet egy növény ATP nélkül, illetve hogy ha Skippington kutatásában van a hiba, az pontosan mi lehet. Az újjáéledt kutatások eredményeként mostanra három kutatócsoport is nagyon hasonló következtetésekre jutott, mint az eredeti vizsgálat: a fagyöngy mitokondriuma valóban nem végzi el azokat az ATP-termelő folyamatokat, amelyek minden más többsejtű élőlényben lezajlanak, és a Skippington által azonosított gének tényleg hiányoznak sejtjeiből.
Az állatok, a növények, a gombák sejtjei és a legtöbb egysejtű eukarióta mitokondriumaiban öt lépésben termelődik az ATP. Minden lépésért egy-egy különálló fehérjecsoport felel, amelyeket I-től V-ig számozott komplexeknek neveznek. Ezek közül az folyamat I. komplexe teljes mértékben hiányzik a fagyöngy sejtjeiből, mondja Gitte Petersen, a Stockholmi Egyetem botanikusa. Amikor ez kiderült, a szakértőkben először felmerült, hogy talán ez a hiány gyakori lehet, csak eddig senki sem vizsgálta. Petersen és kollégái azonban megvizsgáltak 9 másik parazita növénycsoportot, és mindegyikben hiánytalanul megtalálták a komplexeket.
A fagyöngy tehát valóban egyedi, és egyelőre senki sem érti, hogyan képes működni ezen létfontosságúnak hitt gének nélkül. A kísérletek alapján úgy tűnik, hogy a fagyöngy sejtjeiben termelődik valamennyi ATP, az azonban nem világos, hogy ebben a mitokondrium mennyire vesz részt, ha egyáltalán részt vesz. A laborvizsgálatok alapján úgy tűnik, hogy a növény a legtöbb ATP-t glikolízissel, egy sokkal kevésbé hatékony folyamat révén, cukrok hasításával állítja elő.
Ugyanakkor jelenleg az sem világos, hogy egyáltalán mennyi ATP-t termel összesen, és ehhez miből fedezi a nyersanyagokat. A szakértők szerint lehetséges, hogy ehhez a gazdanövénytől szerzi be a cukrokat, és ha ezt nagy mennyiségben teszi, a rossz hatásfokú glikolízis is fedezheti az energiaszükségleteit. Vagy az is lehet, hogy a szokásosnál intenzívebben fotoszintetizál, és innen van a cukortöbblet. De egyelőre ez mind csak teoretikus fejtegetés. (Az is igen valószínűnek tűnik, hogy a fagyöngy a parazita életmód miatt nagyon alacsony szintű ATP-termelés mellett is képes túlélni.)
Mindemellett nagy kérdés az is, hogy miért szabadult meg a növény egy ennyire hasznos géncsoporttól. Az egyik lehetséges magyarázat, hogy az I. komplexet túlságosan megterhelő volt fenntartani. A komplex nagyjából 50 fehérjéből áll, amelyek a sejt különböző részein termelődnek és szerelődnek össze. Ez jelentős energiát igényel, és minden jel arra mutat, hogy a fagyöngy igyekszik kerülni az energiaigényes folyamatokat. A komplex ráadásul igen reaktív molekulákat termel, amelyek károkat okozhatnak a sejtben, így kiiktatása stressztűrőbbé teheti a növényt. Hasonló mitokondriális génveszteségek a tumorsejtekben is gyakoriak, ami hozzájárul ahhoz, hogy a rosszindulatú sejtek olyan körülmények között is túlélik, ahol a normál sejtek elpusztulnak.
De az sem zárható ki, mondják a szakértők, hogy a komplex elvesztése egyáltalán nem előnyös a növénynek, hanem egy katasztrofális mutációról van szó, amelyet a ma élő fagyöngyfajok közös őse szenvedett el. Ebben az esetben az is lehet, hogy a félparazita létforma ennek a veszteségnek a következménye, vagyis túlélési stratégia, nem pedig az történt, hogy az élősködés miatt adták fel a genom feleslegessé vált részét a növények.
