Растения стали различать верх и низ сразу после выхода на сушу

Австрия, Китай

• Растения

Исследователи из Австрии и Китая выяснили, как растения учились учитывать гравитацию Земли. Они провели эксперименты с разными видами - мхами, папоротниками, плаунами, водорослями, цветковыми и голосеменными. Их споры или семена прорастили, а когда появились корни, растения положили на бок. И стали наблюдать, что будет дальше. Одновременно изучалось строение клеток корней и отслеживались перемены, которые появлялись после изменения направления гравитационной силы.

Оказалось, что все сухопутные растения, за исключением мхов, чувствовали, что корни растут не туда, куда теперь нужно. Но время их реакции на событие было разным. Цветковые и голосеменные растения быстро "соображали", что к чему и так же быстро начинали действовать. Их корни уже через 4 - 6 часов начинали изгибаться в нужную сторону. А вот до папоротников и плаунов "доходило" долго - они начинали подозревать, что что-то не так, только спустя несколько дней.

Дело оказалось в том, что клетки корней у всех этих видов имеют свои особенности. Растения ощущают направление силы гравитации при помощи амилопластов - что-то вроде хлопьев крахмала, плотность которых выше, чем плотность окружающей их клеточной среды. Если контейнер с растением положить на бок, они падают вниз. Это служит сигналом растению внести уточнение в направление роста корней. Только вот расположены эти сигнальные "датчики" у разных растений в различных местах.

У цветковых и голосеменных они находятся в клетках кончиков корней. А у папоротников и плаунов разбросаны по всему растению. Такая же картина, как оказалось, и с ауксинами - гормонами, включающими коррекцию направления роста корней. Ю-чжу Чжан (Yuzhou Zhang) и его коллеги из Института науки и технологии Австрии в Клостернойбурге полагают, что растения стали чувствовать гравитацию практически одновременно с выходом на сушу, полмиллиарда лет назад. Это позволяло им правильно отращивать корни и сохранять вертикальное положение в пространстве. Однако система ориентирования продолжала совершенствоваться и достигла современного уровня около 370 миллионов лет назад. Исследование опубликовано в издании Nature Communications.

Вера Максимова, 03.08.2019 18:40